Summary  
This chapter covers how to use the `matrix()` function to construct a two-dimensional data structure from a one-dimensional vector by specifying the number of rows and columns and choosing whether to fill it by rows or columns.

General domain of usage  
Data analysis

`matrix()` 関数は、単一のベクトルから行列を作成する関数。行数や列数、行ごとまたは列ごとにデータを埋めるかどうかを指定可能。

## 関数の概要
```r
matrix(data = NA, nrow = 1, ncol = 1, byrow = F)
```

- `data`: 行列を埋めるために使用するベクトル
- `nrow`: 行数
- `ncol`: 列数
- `byrow`: `TRUE` の場合は行ごと、`FALSE` の場合は列ごとにデータを埋める

ベクトルの長さは `nrow` または `ncol` のいずれかで割り切れる必要がある。両方を指定する場合、`nrow * ncol` はベクトルの長さと等しくなければならない。

注意

# Vector of integers
num <- 1:9

# Fill by columns (default)
matrix(num, nrow = 3, ncol = 3)

# Fill by rows
matrix(num, nrow = 3, ncol = 3, byrow = T)

最初の行列は列ごとに埋められます（デフォルト設定）。2つ目の行列は行ごとに埋められます。

`seq()` 関数はコロン（`:`）と同様に範囲を生成可能：
- `seq(a, b)` は `a` から `b` までの整数を生成；
- `seq(a, b, c)` は `a` から `b` までステップ幅 `c` で整数を生成。

さらに学ぶ

# =====================================================================
# 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("num"),
  echo       = FALSE,
  print.eval = TRUE
)

# ---------- CASE 1 ----------
{
  ok <- !is.null(res$values$num) &&
        is.numeric(res$values$num) &&
        identical(res$values$num, seq(2, 16, 2))

  dynamic_test(
    ok,
    "Variable 'num' is declared correctly as seq(2, 16, 2)",
    sprintf("Expected num = seq(2, 16, 2). Got: %s",
            paste(utils::capture.output(dput(res$values$num)), collapse = " "))
  )
}

# ---------- CASE 2 ----------
{
  # Очікувана матриця
  expected_matrix <- matrix(seq(2, 16, 2), nrow = 2, byrow = TRUE)
  # Перевіримо логічно
  ok <- all(expected_matrix[1, ] == c(2, 4, 6, 8)) &&
        all(expected_matrix[2, ] == c(10, 12, 14, 16))

  dynamic_test(
    ok,
    "matrix(num, nrow = 2, byrow = T) forms correct structure",
    "Expected matrix rows: [2 4 6 8] and [10 12 14 16]"
  )
}

# ---------- CASE 3 ----------
{
  out <- trimws(paste(res$logs, collapse = " "))
  ok <- grepl("2", out) && grepl("4", out) && grepl("6", out) &&
        grepl("8", out) && grepl("10", out) && grepl("12", out) &&
        grepl("14", out) && grepl("16", out)

  dynamic_test(
    ok,
    "Console output contains all matrix values (2,4,6,8,10,12,14,16)",
    sprintf("Expected output to include all numbers 2-16 step 2. Actual: %s", out)
  )
}


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について、確かな理解を身につけます。基本的なデータ型や一次元の値を学び、次に行列、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習得します。

算術演算、変数、出力関数、コメントなど、Rの構文の基本を学びます。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てるようになります。

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し、変換し、洞察を抽出して、データ駆動型の意思決定を支援します。

リストがベクトルを超えて、異なる型や長さの要素を格納できることを学びます。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。

matrix() 関数

関数の概要

例

解答