从稀疏矩阵转换为密集矩阵而不丢失暗名？

Question

将稀疏的 Matrix 对象（来自 Matrix 包）转换为普通的旧 base-R 密集 matrix 对象似乎会丢失行/列名称。

m <- matrix(0, 3,3, dimnames = list(LETTERS[1:3], LETTERS[1:3]))
dimnames(m)
## [[1]]
## [1] "A" "B" "C"
## 
## [[2]]
## [1] "A" "B" "C"

转换到 Matrix 没问题：

dimnames(M <- Matrix::Matrix(m))
## [[1]]
## [1] "A" "B" "C"
## [[2]]
## [1] "A" "B" "C"

但转换回来似乎会丢失行/列名称：

dimnames(as.matrix(M))
## NULL
dimnames(as(M, "matrix"))
## NULL

我知道我可以通过存储暗名称然后将它们附加到新对象来解决它（见下文），但我觉得我不应该这样做......我是否缺少透明/更好的方式进行转换，或者在进行此转换时应该不保留暗名的逻辑原因？？

## workaround/hack
dn <- dimnames(m)
m2 <- as.matrix(M)
dimnames(m2) <- dn

为了澄清，我想处理 M 已经存在的情况 但 m 还没有 （即旧的 m[] <- 技巧替换 @987654332 的内容@ 而保持其属性不变似乎不起作用...）

Answer 1

[更新 1：bug report] [更新 2：patch]

这里[dD]imnames的丢失似乎是Matrix中的一个错误，至少在相关"Matrix"的特定子类的实现中，即"ddiMatrix"（参见?`ddiMatrix-class`）。

library("Matrix")
M <- Matrix(0, 3L, 3L, dimnames = list(LETTERS[1:3], LETTERS[1:3]))
M

3 x 3 diagonal matrix of class "ddiMatrix"
  A B C
A 0 . .
B . 0 .
C . . 0

有一种将"ddiMatrix" 强制转换为"matrix" 的方法，当您执行as(M, "matrix") 时会调用该方法，但正如您所观察到的，它不会保留[dD]imnames。

selectMethod("coerce", signature(from = "ddiMatrix", to = "matrix"))

Method Definition:

function (from, to = "matrix", strict = TRUE) 
base::diag(if (from@diag == "U") as1(from@x) else from@x, nrow = from@Dim[1])
<bytecode: 0x11e7dc068>
<environment: namespace:Matrix>

Signatures:
        from        to      
target  "ddiMatrix" "matrix"
defined "ddiMatrix" "matrix"

您可以使用从"ddiMatrix" 到"dgCMatrix" 的中间强制来解决该错误，这是一种更通用且实现更仔细的稀疏数字矩阵类（请参阅?`dgCMatrix-class`）。从"ddiMatrix" 到"dgCMatrix" 到"matrix" 的强制转换做保留[dD]imnames:

MM <- as(M, "dgCMatrix")
MM

3 x 3 sparse Matrix of class "dgCMatrix"
  A B C
A . . .
B . . .
C . . .

m <- as(MM, "matrix")
m

  A B C
A 0 0 0
B 0 0 0
C 0 0 0

或者只是m <- as(as(M, "dgCMatrix"), "matrix")。

明确地说，您的方法既更快也更透明。我提出这个主要是为了揭露这个错误影响"ddiMatrix" 但不是Matrix 中实现的所有稀疏数字矩阵类的事实。如果您的用例实际上不需要"ddiMatrix"，那么您不必担心自己保留[dD]imnames。

FWIW，在处理 Matrix 强制时，我发现它有助于：

1. 使用showClass("Matrix") 提醒自己"Matrix" 子类的继承结构。
2. 请咨询 ?`<classname>-class`，了解 (1) 中报告的类及其插槽的可读描述。
3. 使用selectMethod("coerce", signature(from=, to=)) 来查找as 实际调用的方法（不过，由于强制转换通常在C 中实现，所以selectMethod 结果除了告诉我要在Matrix/src 中搜索什么之外可能没有任何帮助。

Answer 2

看起来“m”和“M”的区别在于对象类型：

m <- matrix(0, 3,3, dimnames = list(LETTERS[1:3], LETTERS[1:3]))
M <- Matrix::Matrix(m)

typeof(m)
#> [1] "double"

typeof(M)
#> [1] "S4"

我不知道是否有“简单”的方法，但另一种选择可能是：

m <- matrix(0, 3,3, dimnames = list(LETTERS[1:3], LETTERS[1:3]))
dimnames(m)
#> [[1]]
#> [1] "A" "B" "C"
#> 
#> [[2]]
#> [1] "A" "B" "C"
M <- Matrix::Matrix(m)
m <- as.matrix(M)
dimnames(m) <- M@Dimnames
m
#>   A B C
#> A 0 0 0
#> B 0 0 0
#> C 0 0 0

或许：

m <- matrix(M, nrow = M@Dim, dimnames = M@Dimnames)
m
#>   A B C
#> A 0 0 0
#> B 0 0 0
#> C 0 0 0