R 语言 |普通矩阵怎么保存为稀疏矩阵的3列(i, j, x)格式?

使用底层 Matrix 包是最快的方式。

1. 模拟数据

df1=iris[1:2,1:4] #矩阵只能是数字
#造几个0值
df1[1,1]=0
df1[2,c(2,4)]=0
#
rownames(df1)=paste0("gene", 1:nrow(df1))
colnames(df1)=paste0("cell", 1:ncol(df1))
df1
1
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输出:

> df1
      cell1 cell2 cell3 cell4
gene1   0.0   3.5   1.4   0.2
gene2   4.9   0.0   1.4   0.0
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2.写入文件: 3列格式

########### 写
#1. 记录行名、列名
row_name=rownames(df1)
col_name=colnames(df1)

#2. to 矩阵
mat = as.matrix(df1)
> mat
      cell1 cell2 cell3 cell4
gene1   0.0   3.5   1.4   0.2
gene2   4.9   0.0   1.4   0.0


# 去掉行名、列名
rownames(mat) =NULL
colnames(mat) =NULL

> mat
     [,1] [,2] [,3] [,4]
[1,]  0.0  3.5  1.4  0.2
[2,]  4.9  0.0  1.4  0.0


library(Matrix)
mat.dgC=as(mat, "dgCMatrix")
mat.dgC
> mat.dgC
2 x 4 sparse Matrix of class "dgCMatrix"
                    
[1,] .   3.5 1.4 0.2
[2,] 4.9 .   1.4 .  

writeMM(mat.dgC, "dustbin/mat.df.mtx")
writeLines(row_name, "dustbin/mat.rownames.txt")
writeLines(col_name, "dustbin/mat.colnames.txt")
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3.读入文件: 3列格式

########### 读
loadData = function(dir="./dustbin/"){
  df_1=readMM( file.path(dir, "mat.df.mtx") )
  rownames(df_1)=readLines( file.path(dir, "mat.rownames.txt"))
  colnames(df_1)=readLines( file.path(dir, "mat.colnames.txt"))
  return(df_1)
}

df_1=loadData("dustbin/")
> df_1
2 x 4 sparse Matrix of class "dgTMatrix"
      cell1 cell2 cell3 cell4
gene1   .     3.5   1.4   0.2
gene2   4.9   .     1.4   .  
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4. 行列转置

思路: 矩阵变3列格式，交换前2列，再变回去。

mat_2=summary(df_1)
> mat_2 #3列形式
2 x 4 sparse Matrix of class "dgTMatrix", with 5 entries 
  i j   x
1 2 1 4.9
2 1 2 3.5
3 1 3 1.4
4 2 3 1.4
5 1 4 0.2
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(1) 失败的尝试

mat_3=mat_2[, c(2,1,3)]

> mat_3
 
  j i   x
1 1 2 4.9
2 2 1 3.5
3 3 1 1.4
4 3 2 1.4
5 4 1 0.2


as(mat_3, "dgCMatrix") #error 尝试失败
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(2) 再次尝试

str(mat_2)
#Classes ‘sparseSummary’ and 'data.frame':	5 obs. of  3 variables:
#  $ i: int  2 1 1 2 1
#$ j: int  1 2 3 3 4
#$ x: num  4.9 3.5 1.4 1.4 0.2
#- attr(*, "header")= chr "2 x 4 sparse Matrix of class \"dgTMatrix\", with 5 entries"



library(Matrix)
my_t=function(mat){
  if(!class(mat)[1] %in% c("sparseSummary") ){
    stop("Can only input Class sparseSummary!")
  }
  sparseMatrix(i=mat$j, j=mat$i, x=mat$x)
}
mat_2_t=my_t(mat_2); mat_2_t

> mat_2_t=my_t(mat_2); mat_2_t
4 x 2 sparse Matrix of class "dgCMatrix"
            
[1,] .   4.9
[2,] 3.5 .  
[3,] 1.4 1.4
[4,] 0.2 .  


# 保存到文件
writeMM(mat_2_t, "dustbin/mat_2_t.txt" )
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