Summary  
This chapter covers how to create matrices by binding vectors as rows or as columns using rbind() and cbind() functions.  

General domain of usage  
Data analysis

**行列**は、各要素が行と列の位置によって識別される**二次元**データ構造であり、すべての要素は**同じデータ型**でなければならない。

定義

Rでは、行列はさまざまな方法で作成できる。最も一般的なのは、ベクトルを行として結合する方法と、列として結合する方法である。

## 行から行列を作成
`rbind()`関数を使用して、ベクトルを行として結合することで行列を作成できる。

row_1 = c(1, 2, 3)
row_2 = c(4, 5, 6)

# Bind rows into a matrix
rbind(row_1, row_2)

この操作により、**2 行**と **3 列**の行列が生成される。

## 列からの行列作成
別の方法として、`cbind()` 関数を使い、ベクトルを列として結合することで行列を作成可能。

col_1 = c(1, 2, 3)
col_2 = c(4, 5, 6)

# Bind columns into a matrix
cbind(col_1, col_2)

これは、**3 行**と**2 列**の行列を生成します。

# =====================================================================
# СКРЫТЫЕ ТЕСТЫ ДЛЯ user_code.R
#
# КАК МЫ РАБОТАЕМ:
#  1) Один раз выполняем пользовательский файл в отдельном окружении
#     через run_user_code(...). Получаем:
#       - res$values$...  — переменные из окружения
#       - res$logs        — весь печатный вывод (включая результаты выражений)
#  2) Каждый кейс — отдельный dynamic_test(...), то есть отдельная строка
#     в отчёте, с «говорящим» названием (успех/ошибка).
# =====================================================================

library(testthat)
source(testthat::test_path("helper-run_user_code.R"), local = TRUE)

# Ищем user_code.R
candidates <- c(
  testthat::test_path("..", "..", "user_code.R"),
  testthat::test_path("user_code.R")
)

candidates_norm <- vapply(candidates, function(p) {
  tryCatch(normalizePath(p, winslash = "/", mustWork = FALSE), error = function(e) NA_character_)
}, character(1))

exists_flags <- file.exists(candidates_norm)
if (!any(exists_flags)) {
  stop(
    sprintf(
      "user_code.R not found.\nChecked paths:\n  - %s\nWorking dir: %s",
      paste(candidates, collapse = "\n  - "),
      getwd()
    )
  )
}

user_file <- candidates_norm[which(exists_flags)[1]]

# Выполняем user_code.R и перехватываем консольный вывод
res <- run_user_code(
  file       = user_file,
  capture    = c("a", "b"),
  echo       = FALSE,
  print.eval = TRUE
)

# ---------- CASE 1 ----------
{
  ok <- !is.null(res$values$a) && !is.null(res$values$b) &&
        identical(res$values$a, 1:4) && identical(res$values$b, 5:8)

  dynamic_test(
    ok,
    "Variables 'a' and 'b' are declared correctly (1:4 and 5:8)",
    sprintf("Expected a = 1:4 and b = 5:8. Got: a=%s, b=%s",
            paste(res$values$a, collapse = ","), paste(res$values$b, collapse = ",")))
}

# ---------- CASE 2 ----------
{
  out <- trimws(paste(res$logs, collapse = " "))
  ok <- grepl("a", out) && grepl("b", out) &&
        grepl("1", out) && grepl("2", out) && grepl("3", out) && grepl("4", out) &&
        grepl("5", out) && grepl("6", out) && grepl("7", out) && grepl("8", out)

  dynamic_test(
    ok,
    "Console output contains combined results of rbind(a,b) and cbind(a,b)",
    sprintf("Expected console output to include both row- and column-bound results. Actual: %s", out)
  )
}

# ---------- CASE 3 ----------
{
  # Перевіряємо логічно правильність rbind
  r_test <- rbind(res$values$a, res$values$b)
  ok <- all(r_test[1, ] == 1:4) && all(r_test[2, ] == 5:8)

  dynamic_test(
    ok,
    "rbind(a,b) combines vectors as rows correctly",
    "Expected first row = 1:4, second row = 5:8"
  )
}

# ---------- CASE 4 ----------
{
  # Перевіряємо логічно правильність cbind
  c_test <- cbind(res$values$a, res$values$b)
  ok <- all(c_test[, 1] == 1:4) && all(c_test[, 2] == 5:8)

  dynamic_test(
    ok,
    "cbind(a,b) combines vectors as columns correctly",
    "Expected first column = 1:4, second column = 5:8"
  )
}


test_hidden.R

# =====================================================================
# ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ХЕЛПЕРЫ ДЛЯ ТЕСТОВ
#
# Файл называется helper-*.R: testthat автоматически подхватывает такие
# файлы перед выполнением любых тестов в каталоге tests/testthat.
# =====================================================================

# -----------------------------------------------------------------------------
# run_user_code(...)
#  - безопасно запускает user_code.R в отдельном окружении (env)
#  - перехватывает ВЕСЬ вывод (stdout): как результаты выражений, так и print()/cat()
#  - возвращает:
#       values  — список запрошенных переменных (по именам из аргумента capture)
#       logs    — вектор строк перехваченного вывода
#       env     — окружение, где выполнялся user_code (можно исследовать при необходимости)
#
# ПАРАМЕТРЫ:
#   file        — путь к user_code.R
#   capture     — character-вектор имён переменных, которые нужно извлечь после выполнения
#   inject      — список объектов/функций, которые нужно «подложить» в среду исполнения
#                 (можно использовать для моков/маскировки опасных функций: system, file.remove и т.д.)
#   echo        — печатать код при исполнении (обычно FALSE)
#   print.eval  — ПЕЧАТАТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫРАЖЕНИЙ. Ключевая опция, чтобы строки вида
#                 `prices['Armchair']` попадали в stdout без явного print().
#
# БЕЗОПАСНОСТЬ:
#   - В базовом R нет полноценной «песочницы». Мы изолируем код в новом env,
#     но ОС-доступ не блокируется магически.
#   - Для задач онлайн-платформы можно частично «глушить» опасные вызовы через inject,
#     например:
#       inject = list(
#         system      = function(...) stop("system disabled"),
#         file.remove = function(...) stop("file.remove disabled")
#       )
# -----------------------------------------------------------------------------
run_user_code <- function(
  file = "user_code.R",
  capture = character(0),
  inject = list(),
  echo = FALSE,
  print.eval = TRUE
) {
  # Бросаем явную ошибку, если файла нет (проще диагностировать)
  stopifnot(file.exists(file))

  # Изолированное окружение: parent=baseenv() (без лишних пользовательских объектов сверху)
  env <- new.env(parent = baseenv())

  # Подмешиваем моки/данные в окружение (при необходимости)
  if (length(inject)) list2env(inject, envir = env)

  # ВАЖНО: перехватываем весь вывод выполнения файла.
  # source(..., local=env, echo, print.eval) исполняет код ВНУТРИ env.
  # print.eval=TRUE заставляет R печатать результаты выражений (как в консоли),
  # что позволяет проверять «голые» выражения без print().
  logs <- utils::capture.output(
    base::source(file, local = env, echo = echo, print.eval = print.eval)
  )

  # Собираем запрошенные значения переменных
  values <- setNames(vector("list", length(capture)), capture)
  for (nm in capture) {
    if (exists(nm, envir = env, inherits = FALSE)) {
      values[[nm]] <- get(nm, envir = env, inherits = FALSE)
    } else {
      values[[nm]] <- NULL
    }
  }

  list(values = values, logs = logs, env = env)
}

# -----------------------------------------------------------------------------
# dynamic_test(condition, success, failure)
#  - Создаёт ОДИН тест с «динамическим» названием.
#  - Если condition=TRUE → тест называется success.
#  - Если condition=FALSE → тест называется failure, и тест проваливается.
#  - Используем настоящую expectation (expect_true(TRUE)), чтобы репортёры всегда
#    печатали имя успеха (TAP, progress и т.д.).
# -----------------------------------------------------------------------------
dynamic_test <- function(condition, success, failure) {
  if (isTRUE(condition)) {
    testthat::test_that(success, {
      testthat::expect_true(TRUE)
    })
  } else {
    testthat::test_that(failure, {
      testthat::fail(failure)
    })
  }
}
# =====================================================================

helper-run_user_code.R

データ分析で最も広く使用されている言語の一つであるRの基礎をしっかりと理解します。基本的なデータ型や一次元の値を学び、さらに行列、データフレーム、リストなどの多次元構造へと進みます。統計解析やデータ駆動型の意思決定にRを効果的に活用するためのスキルを身につけます。

算術演算、変数、出力関数、コメントなど、Rの構文の基本を学習します。演習を通じて計算論理の理解を深めます。

Rのデータ型を探求し、データ処理におけるその役割を理解します。情報の整理と分析に不可欠な構造としてベクトルを扱うスキルを身につけます。

カテゴリカルデータを効果的に管理する能力を身につけます。生データを明確なカテゴリに変換することで、値を構造化し、グループ化し、解釈する方法を学びます。

構造化された二次元データを表現し、操作する方法を理解します。分析作業のために、行列の変換、ラベリング、演算の適用に自信を持って取り組めるようになります。

Rで最も広く使用されている表形式データ構造を習得します。データセットを整理、変換し、データ駆動型の意思決定を支援するための洞察を抽出する方法を学びます。

リストが異なる型や長さの要素を格納することでベクトルを超えて拡張される方法について学びます。複雑なデータ構造を整理するために、リストの作成、アクセス、変更の能力を身につけます。

行列の理解

行から行列を作成

例

列からの行列作成

例

解答