R语言构造满足行列约束的100*4 0-1矩阵的实现方法

你的需求本质等价于生成一个长度为100、取值为1-4的整数向量，要求每个取值出现次数≥2，再将该向量转换为独热矩阵即可同时满足两个约束，不需要复杂的参数配置，两种常用实现方式如下：

Base R无依赖实现 #

无需加载任何第三方包，直接生成稠密矩阵：

# 生成满足每列至少2个1的列索引
# 先为每列分配最低2个计数
min_col_assign <- rep(1:4, each = 2)
# 剩余92个位置随机分配列
rest_col_assign <- sample(1:4, size = 92, replace = TRUE)
# 打乱索引顺序保证随机性
col_index <- sample(c(min_col_assign, rest_col_assign))

# 构造0-1矩阵
MyMat <- matrix(0, nrow = 100, ncol = 4)
# 按行列索引赋值为1
MyMat[cbind(1:100, col_index)] <- 1

基于rsparsematrix的实现 #

适配你之前的代码写法，适合需要稀疏矩阵的场景：

library(Matrix)
# 沿用上面生成的col_index构造稀疏矩阵
MyMat_sparse <- rsparsematrix(
  nrow = 100,
  ncol = 4,
  i = 1:100,
  j = col_index,
  x = rep(1, 100)
)
# 如需转为稠密矩阵再执行as.matrix
MyMat <- as.matrix(MyMat_sparse)

约束验证 #

可以通过以下代码验证生成的矩阵是否符合要求：

# 验证每行仅有1个1
all(rowSums(MyMat) == 1)
# 验证每列至少有2个1
all(colSums(MyMat) >= 2)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mathica