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r - Variance Covariance Matrix 从向量到矩阵格式

问题描述

我有一个应该是两个向量形式的方差协方差矩阵 NxN。一个向量包含方差值，另一个向量包含协方差。我用简化的 N 数做了一个例子来说明。真正的问题是一个 1500x1500 的矩阵：

我有的：

    library(tidyverse)
    N = 4
    names <- c("a","b","c","d")

     matrix_var_cov <- matrix(data = NA, nrow = N, ncol = N) %>% 
    `colnames<-`(.,names) %>% `rownames<-`(.,names)

    variance <- as.data.frame(c("aa","bb","cc","dd")) %>% `colnames<- 
    `(.,"Covariance")

    covariance <- as.data.frame(c("ab","ac","bc","ad","bd","cd")) %>% 
    `colnames<-`(.,"Variance")

正如您从协方差数据框中注意到的那样，顺序是按列给出的。我从 B 列：AB，从 C 列：AC 和 BC，从 D 列：AD、BD 和 CD 等等。

有几种方法可以解释我上面所说的，这是我的观点。

我需要什么作为输出：

output <- data.frame(
  c("aa","ab","ac","ad"),
  c("ab","bb","bc","bd"),
  c("ac","cb","cc","cd"),
  c("ad","bd","cd","dd")) %>% 
   `colnames<-`(.,names) %>% `rownames<-`(.,names)

所以我真正需要的是用方差和协方差的信息来获取 DF。有什么聪明的方法可以做到这一点吗？不，信息的来源不能改变。

标签： rstatistics

解决方案

一个选项是直接指定对角线和非对角线元素。gdata提供函数upperTriangle以及lowerTriangle我们可以在哪里按行提供数据（以 R 为基础lower.tri并upper.tri“按列”提供条目）。

# Sample data
mat <- matrix(data = NA, nrow = N, ncol = N, dim = list(names, names))
variance <- c("aa","bb","cc","dd")
covariance <- c("ab","ac","bc","ad","bd","cd")

library(gdata)
diag(mat) <- variance
lowerTriangle(mat, byrow = T) <- covariance
upperTriangle(mat, byrow = T) <- lowerTriangle(mat)
mat
#    a    b    c    d
#a "aa" "ab" "ac" "ad"
#b "ab" "bb" "bc" "bd"
#c "ac" "bc" "cc" "cd"
#d "ad" "bd" "cd" "dd"

我们可以通过（1）填充上三角矩阵，（2）转置矩阵以使下三角矩阵的条目具有正确的顺序，以及（3）最后填充上三角矩阵，从而在基数 R 中实现相同的效果。

# Sample data
mat <- matrix(data = NA, nrow = N, ncol = N, dim = list(names, names))
variance <- c("aa","bb","cc","dd")
covariance <- c("ab","ac","bc","ad","bd","cd")

diag(mat) <- variance
mat[upper.tri(mat)] <- covariance
mat <- t(mat)
mat[upper.tri(mat)] <- covariance
mat
#    a    b    c    d
#a "aa" "ab" "ac" "ad"
#b "ab" "bb" "bc" "bd"
#c "ac" "bc" "cc" "cd"
#d "ad" "bd" "cd" "dd"

请注意，您的预期输出中似乎有一个错字，它提供了一个"cb"在您的协方差向量中不存在的条目。

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