R 4.1中isSymmetric判断数据框转换对称矩阵返回FALSE的简便解法

问题复现 #

在R 4.1.1版本中做矩阵对称性测试时，常规流程为先生成对称结构的数据框，再通过as.matrix()转换为矩阵，调用class()查看转换后对象类型，会同时返回"matrix"和"array"两类结果。此时矩阵数值本身完全对称，但调用isSymmetric()判断会返回FALSE，只有将矩阵转为数值向量重新构建矩阵后，检测才能返回正确的TRUE结果，批量处理大型矩阵时这种重建操作效率极低。
复现代码如下：

## 构造样例数据框
mat1=data.frame(one=c(64,1,2,0),two=c(1,0,0,0),three=c(2,0,6,45),four=c(0,0,45,140))
## 转换为矩阵
mat2 = as.matrix(mat1)
class(mat2)
## 对称矩阵检测返回FALSE
isSymmetric(mat2)
## 拆解重建矩阵后检测正常
mat3 = matrix(as.numeric(mat2),
            nrow = dim(mat2)[1])
class(mat3)
isSymmetric(mat3) 

问题原因 #

isSymmetric()函数默认参数为check.attributes = TRUE，除了比对矩阵单元格数值，还会校验维度名称（行名、列名）等属性是否对称。从数据框通过as.matrix()转换得到的矩阵，列名继承自数据框的字段名，行名是默认生成的序号字符串，二者不匹配，因此函数直接返回FALSE，并未实际执行数值对称性校验。

高效解决方案 #

无需拆解重建矩阵，可根据需求选择以下两种无额外内存开销的方案：

• 仅需完成对称性校验时，直接关闭属性校验参数即可，最适合批量处理大型矩阵的场景：

  # 跳过行列名等属性校验，仅比对数值对称性
  isSymmetric(mat2, check.attributes = FALSE)
  

  运行后直接返回正确结果TRUE，没有矩阵重建的拷贝开销，处理大矩阵的速度和原生检测一致。
• 如果后续分析需要矩阵维度属性符合对称要求，可直接统一行名和列名，或移除维度名称属性，无需重铸数值：

  # 方法1：同步行名与列名
  mat2_fix1 <- mat2
  rownames(mat2_fix1) <- colnames(mat2_fix1)
  isSymmetric(mat2_fix1)
  
  # 方法2：直接移除所有维度名称属性
  mat2_fix2 <- unname(mat2)
  isSymmetric(mat2_fix2)
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者peixe