MATRIX command documentation is complete (but needs examples)
[pspp] / doc / matrices.texi
1 @c PSPP - a program for statistical analysis.
2 @c Copyright (C) 2017, 2020, 2021 Free Software Foundation, Inc.
3 @c Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
4 @c under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3
5 @c or any later version published by the Free Software Foundation;
6 @c with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.
7 @c A copy of the license is included in the section entitled "GNU
8 @c Free Documentation License".
9 @c
10 @node Matrices
11 @chapter Matrices
12
13 Some @pspp{} procedures work with matrices by producing numeric
14 matrices that report results of data analysis, or by consuming
15 matrices as a basis for further analysis.  This chapter documents the
16 format of data files that store these matrices and commands for
17 working with them, as well as @pspp{}'s general-purpose facility for
18 matrix operations.
19
20 @node Matrix Files
21 @section Matrix Files
22 @vindex Matrix file
23
24 A matrix file is an SPSS system file that conforms to the dictionary
25 and case structure described in this section.  Procedures that read
26 matrices from files expect them to be in the matrix file format.
27 Procedures that write matrices also use this format.
28
29 Text files that contain matrices can be converted to matrix file
30 format.  @xref{MATRIX DATA}, for a command to read a text file as a
31 matrix file.
32
33 A matrix file's dictionary must have the following variables in the
34 specified order:
35
36 @enumerate
37 @item
38 Zero or more numeric split variables.  These are included by
39 procedures when @cmd{SPLIT FILE} is active.  @cmd{MATRIX DATA} assigns
40 split variables format F4.0.
41
42 @item
43 @code{ROWTYPE_}, a string variable with width 8.  This variable
44 indicates the kind of matrix or vector that a given case represents.
45 The supported row types are listed below.
46
47 @item
48 Zero or more numeric factor variables.  These are included by
49 procedures that divide data into cells.  For within-cell data, factor
50 variables are filled with non-missing values; for pooled data, they
51 are missing.  @cmd{MATRIX DATA} assigns factor variables format F4.0.
52
53 @item
54 @code{VARNAME_}, a string variable.  Matrix data includes one row per
55 continuous variable (see below), naming each continuous variable in
56 order.  This column is blank for vector data.  @cmd{MATRIX DATA} makes
57 @code{VARNAME_} wide enough for the name of any of the continuous
58 variables, but at least 8 bytes.
59
60 @item
61 One or more numeric continuous variables.  These are the variables
62 whose data was analyzed to produce the matrices.  @cmd{MATRIX DATA}
63 assigns continuous variables format F10.4.
64 @end enumerate
65
66 Case weights are ignored in matrix files. 
67
68 @subheading Row Types
69 @anchor{Matrix File Row Types}
70
71 Matrix files support a fixed set of types of matrix and vector data.
72 The @code{ROWTYPE_} variable in each case of a matrix file indicates
73 its row type.  
74
75 The supported matrix row types are listed below.  Each type is listed
76 with the keyword that identifies it in @code{ROWTYPE_}.  All supported
77 types of matrices are square, meaning that each matrix must include
78 one row per continuous variable, with the @code{VARNAME_} variable
79 indicating each continuous variable in turn in the same order as the
80 dictionary.
81
82 @table @code
83 @item CORR
84 Correlation coefficients.
85
86 @item COV
87 Covariance coefficients.
88
89 @item MAT
90 General-purpose matrix.
91
92 @item N_MATRIX
93 Counts.
94
95 @item PROX
96 Proximities matrix.
97 @end table
98
99 The supported vector row types are listed below, along with their
100 associated keyword.  Vector row types only require a single row, whose
101 @code{VARNAME_} is blank:
102
103 @table @code
104 @item COUNT
105 Unweighted counts.
106
107 @item DFE
108 Degrees of freedom.
109
110 @item MEAN
111 Means.
112
113 @item MSE
114 Mean squared errors.
115
116 @item N
117 Counts.
118
119 @item STDDEV
120 Standard deviations.
121 @end table
122
123 Only the row types listed above may appear in matrix files.  The
124 @cmd{MATRIX DATA} command, however, accepts the additional row types
125 listed below, which it changes into matrix file row types as part of
126 its conversion process:
127
128 @table @code
129 @item N_VECTOR
130 Synonym for @cmd{N}.
131
132 @item SD
133 Synonym for @code{STDDEV}.
134
135 @item N_SCALAR
136 Accepts a single number from the @code{MATRIX DATA} input and writes
137 it as an @code{N} row with the number replicated across all the
138 continuous variables.
139 @end table
140
141 @node MATRIX DATA
142 @section MATRIX DATA
143 @vindex MATRIX DATA
144
145 @display
146 MATRIX DATA
147         VARIABLES=@var{variables}
148         [FILE=@{'@var{file_name}' | INLINE@}
149         [/FORMAT=[@{LIST | FREE@}]
150                  [@{UPPER | LOWER | FULL@}]
151                  [@{DIAGONAL | NODIAGONAL@}]]
152         [/SPLIT=@var{split_vars}]
153         [/FACTORS=@var{factor_vars}]
154         [/N=@var{n}]
155
156 The following subcommands are only needed when ROWTYPE_ is not
157 specified on the VARIABLES subcommand:
158         [/CONTENTS=@{CORR,COUNT,COV,DFE,MAT,MEAN,MSE,
159                     N_MATRIX,N|N_VECTOR,N_SCALAR,PROX,SD|STDDEV@}]
160         [/CELLS=@var{n_cells}]
161 @end display
162
163 The @cmd{MATRIX DATA} command convert matrices and vectors from text
164 format into the matrix file format (@xref{Matrix Files}) for use by
165 procedures that read matrices.  It reads a text file or inline data
166 and outputs to the active file, replacing any data already in the
167 active dataset.  The matrix file may then be used by other commands
168 directly from the active file, or it may be written to a @file{.sav}
169 file using the @cmd{SAVE} command.
170
171 The text data read by @cmd{MATRIX DATA} can be delimited by spaces or
172 commas.  A plus or minus sign, except immediately following a @samp{d}
173 or @samp{e}, also begins a new value.  Optionally, values may be
174 enclosed in single or double quotes.
175
176 @cmd{MATRIX DATA} can read the types of matrix and vector data
177 supported in matrix files (@pxref{Matrix File Row Types}).
178
179 The @subcmd{FILE} subcommand specifies the source of the command's
180 input.  To read input from a text file, specify its name in quotes.
181 To supply input inline, omit @subcmd{FILE} or specify @code{INLINE}.
182 Inline data must directly follow @code{MATRIX DATA}, inside @cmd{BEGIN
183 DATA} (@pxref{BEGIN DATA}).
184
185 @subcmd{VARIABLES} is the only required subcommand.  It names the
186 variables present in each input record in the order that they appear.
187 (@cmd{MATRIX DATA} reorders the variables in the matrix file it
188 produces, if needed to fit the matrix file format.)  The variable list
189 must include split variables and factor variables, if they are present
190 in the data, in addition to the continuous variables that form matrix
191 rows and columns.  It may also include a special variable named
192 @code{ROWTYPE_}.
193
194 Matrix data may include split variables or factor variables or both.
195 List split variables, if any, on the @subcmd{SPLIT} subcommand and
196 factor variables, if any, on the @subcmd{FACTORS} subcommand.  Split
197 and factor variables must be numeric.  Split and factor variables must
198 also be listed on @subcmd{VARIABLES}, with one exception: if
199 @subcmd{VARIABLES} does not include @code{ROWTYPE_}, then
200 @subcmd{SPLIT} may name a single variable that is not in
201 @subcmd{VARIABLES} (@pxref{MATRIX DATA Example 8}).
202
203 The @subcmd{FORMAT} subcommand accepts settings to describe the format
204 of the input data:
205
206 @table @asis
207 @item @code{LIST} (default)
208 @itemx @code{FREE}
209 LIST requires each row to begin at the start of a new input line.
210 FREE allows rows to begin in the middle of a line.  Either setting
211 allows a single row to continue across multiple input lines.
212
213 @item @code{LOWER} (default)
214 @itemx @code{UPPER}
215 @itemx @code{FULL}
216 With LOWER, only the lower triangle is read from the input data and
217 the upper triangle is mirrored across the main diagonal.  UPPER
218 behaves similarly for the upper triangle.  FULL reads the entire
219 matrix.
220
221 @item @code{DIAGONAL} (default)
222 @itemx @code{NODIAGONAL}
223 With DIAGONAL, the main diagonal is read from the input data.  With
224 NODIAGONAL, which is incompatible with FULL, the main diagonal is not
225 read from the input data but instead set to 1 for correlation matrices
226 and system-missing for others.
227 @end table
228
229 The @subcmd{N} subcommand is a way to specify the size of the
230 population.  It is equivalent to specifying an @code{N} vector with
231 the specified value for each split file.
232
233 @cmd{MATRIX DATA} supports two different ways to indicate the kinds of
234 matrices and vectors present in the data, depending on whether a
235 variable with the special name @code{ROWTYPE_} is present in
236 @code{VARIABLES}.  The following subsections explain @cmd{MATRIX DATA}
237 syntax and behavior in each case.
238
239 @node MATRIX DATA with ROWTYPE_
240 @subsection With @code{ROWTYPE_}
241
242 If @code{VARIABLES} includes @code{ROWTYPE_}, each case's
243 @code{ROWTYPE_} indicates the type of data contained in the row.
244 @xref{Matrix File Row Types}, for a list of supported row types.
245
246 @subsubheading Example 1: Defaults with @code{ROWTYPE_}
247 @anchor{MATRIX DATA Example 1}
248
249 This example shows a simple use of @cmd{MATRIX DATA} with
250 @code{ROWTYPE_} plus 8 variables named @code{var01} through
251 @code{var08}.
252
253 Because @code{ROWTYPE_} is the first variable in @subcmd{VARIABLES},
254 it appears first on each line. The first three lines in the example
255 data have @code{ROWTYPE_} values of @samp{MEAN}, @samp{SD}, and
256 @samp{N}.  These indicate that these lines contain vectors of means,
257 standard deviations, and counts, respectively, for @code{var01}
258 through @code{var08} in order.
259
260 The remaining 8 lines have a ROWTYPE_ of @samp{CORR} which indicates
261 that the values are correlation coefficients.  Each of the lines
262 corresponds to a row in the correlation matrix: the first line is for
263 @code{var01}, the next line for @code{var02}, and so on.  The input
264 only contains values for the lower triangle, including the diagonal,
265 since @code{FORMAT=LOWER DIAGONAL} is the default.
266
267 With @code{ROWTYPE_}, the @code{CONTENTS} subcommand is optional and
268 the @code{CELLS} subcommand may not be used.
269
270 @example
271 MATRIX DATA
272     VARIABLES=ROWTYPE_ var01 TO var08.
273 BEGIN DATA.
274 MEAN  24.3   5.4  69.7  20.1  13.4   2.7  27.9   3.7
275 SD     5.7   1.5  23.5   5.8   2.8   4.5   5.4   1.5
276 N       92    92    92    92    92    92    92    92
277 CORR  1.00
278 CORR   .18  1.00
279 CORR  -.22  -.17  1.00
280 CORR   .36   .31  -.14  1.00
281 CORR   .27   .16  -.12   .22  1.00
282 CORR   .33   .15  -.17   .24   .21  1.00
283 CORR   .50   .29  -.20   .32   .12   .38  1.00
284 CORR   .17   .29  -.05   .20   .27   .20   .04  1.00
285 END DATA.
286 @end example
287
288 @subsubheading Example 2: @code{FORMAT=UPPER NODIAGONAL}
289
290 This syntax produces the same matrix file as example 1, but it uses
291 @code{FORMAT=UPPER NODIAGONAL} to specify the upper triangle and omit
292 the diagonal.  Because the matrix's @code{ROWTYPE_} is @code{CORR},
293 @pspp{} automatically fills in the diagonal with 1.
294
295 @example
296 MATRIX DATA
297     VARIABLES=ROWTYPE_ var01 TO var08
298     /FORMAT=UPPER NODIAGONAL.
299 BEGIN DATA.
300 MEAN  24.3   5.4  69.7  20.1  13.4   2.7  27.9   3.7
301 SD     5.7   1.5  23.5   5.8   2.8   4.5   5.4   1.5
302 N       92    92    92    92    92    92    92    92
303 CORR         .17   .50  -.33   .27   .36  -.22   .18
304 CORR               .29   .29  -.20   .32   .12   .38
305 CORR                     .05   .20  -.15   .16   .21
306 CORR                           .20   .32  -.17   .12
307 CORR                                 .27   .12  -.24
308 CORR                                      -.20  -.38
309 CORR                                             .04
310 END DATA.
311 @end example
312
313 @subsubheading Example 3: @subcmd{N} subcommand
314
315 This syntax uses the @subcmd{N} subcommand in place of an @code{N}
316 vector.  It produces the same matrix file as examples 1 and 2.
317
318 @example
319 MATRIX DATA
320     VARIABLES=ROWTYPE_ var01 TO var08
321     /FORMAT=UPPER NODIAGONAL
322     /N 92.
323 BEGIN DATA.
324 MEAN  24.3   5.4  69.7  20.1  13.4   2.7  27.9   3.7
325 SD     5.7   1.5  23.5   5.8   2.8   4.5   5.4   1.5
326 CORR         .17   .50  -.33   .27   .36  -.22   .18
327 CORR               .29   .29  -.20   .32   .12   .38
328 CORR                     .05   .20  -.15   .16   .21
329 CORR                           .20   .32  -.17   .12
330 CORR                                 .27   .12  -.24
331 CORR                                      -.20  -.38
332 CORR                                             .04
333 END DATA.
334 @end example
335
336 @subsubheading Example 4: Split variables
337 @anchor{MATRIX DATA Example 4}
338
339 This syntax defines two matrices, using the variable @samp{s1} to
340 distinguish between them.  Notice how the order of variables in the
341 input matches their order on @subcmd{VARIABLES}.  This example also
342 uses @code{FORMAT=FULL}.
343
344 @example
345 MATRIX DATA
346     VARIABLES=s1 ROWTYPE_  var01 TO var04
347     /SPLIT=s1
348     /FORMAT=FULL.
349 BEGIN DATA.
350 0 MEAN 34 35 36 37
351 0 SD   22 11 55 66
352 0 N    99 98 99 92
353 0 CORR  1 .9 .8 .7
354 0 CORR .9  1 .6 .5
355 0 CORR .8 .6  1 .4
356 0 CORR .7 .5 .4  1
357 1 MEAN 44 45 34 39
358 1 SD   23 15 51 46
359 1 N    98 34 87 23
360 1 CORR  1 .2 .3 .4
361 1 CORR .2  1 .5 .6
362 1 CORR .3 .5  1 .7
363 1 CORR .4 .6 .7  1
364 END DATA.
365 @end example
366
367 @subsubheading Example 5: Factor variables
368 @anchor{MATRIX DATA Example 5}
369
370 This syntax defines a matrix file that includes a factor variable
371 @samp{f1}.  The data includes mean, standard deviation, and count
372 vectors for two values of the factor variable, plus a correlation
373 matrix for pooled data.
374
375 @example
376 MATRIX DATA
377     VARIABLES=ROWTYPE_ f1 var01 TO var04
378     /FACTOR=f1.
379 BEGIN DATA.
380 MEAN 0 34 35 36 37
381 SD   0 22 11 55 66
382 N    0 99 98 99 92
383 MEAN 1 44 45 34 39
384 SD   1 23 15 51 46
385 N    1 98 34 87 23
386 CORR .  1
387 CORR . .9  1
388 CORR . .8 .6  1
389 CORR . .7 .5 .4  1
390 END DATA.
391 @end example
392
393 @node MATRIX DATA without ROWTYPE_
394 @subsection Without @code{ROWTYPE_}
395
396 If @code{VARIABLES} does not contain @code{ROWTYPE_}, the
397 @subcmd{CONTENTS} subcommand defines the row types that appear in the
398 file and their order.  If @subcmd{CONTENTS} is omitted,
399 @code{CONTENTS=CORR} is assumed.
400
401 Factor variables without @code{ROWTYPE_} introduce special
402 requirements, illustrated below in Examples 8 and 9.
403
404 @subsubheading Example 6: Defaults without @code{ROWTYPE_}
405
406 This example shows a simple use of @cmd{MATRIX DATA} with 8 variables
407 named @code{var01} through @code{var08}, without @code{ROWTYPE_}.
408 This yields the same matrix file as Example 1 (@pxref{MATRIX DATA
409 Example 1}).
410
411 @example
412 MATRIX DATA
413     VARIABLES=var01 TO var08
414    /CONTENTS=MEAN SD N CORR.
415 BEGIN DATA.
416 24.3   5.4  69.7  20.1  13.4   2.7  27.9   3.7
417  5.7   1.5  23.5   5.8   2.8   4.5   5.4   1.5
418   92    92    92    92    92    92    92    92
419 1.00
420  .18  1.00
421 -.22  -.17  1.00
422  .36   .31  -.14  1.00
423  .27   .16  -.12   .22  1.00
424  .33   .15  -.17   .24   .21  1.00
425  .50   .29  -.20   .32   .12   .38  1.00
426  .17   .29  -.05   .20   .27   .20   .04  1.00
427 END DATA.
428 @end example
429
430 @subsubheading Example 7: Split variables with explicit values
431
432 This syntax defines two matrices, using the variable @code{s1} to
433 distinguish between them.  Each line of data begins with @code{s1}.
434 This yields the same matrix file as Example 4 (@pxref{MATRIX DATA
435 Example 4}).
436
437 @example
438 MATRIX DATA
439     VARIABLES=s1 var01 TO var04
440     /SPLIT=s1
441     /FORMAT=FULL
442     /CONTENTS=MEAN SD N CORR.
443 BEGIN DATA.
444 0 34 35 36 37
445 0 22 11 55 66
446 0 99 98 99 92
447 0  1 .9 .8 .7
448 0 .9  1 .6 .5
449 0 .8 .6  1 .4
450 0 .7 .5 .4  1
451 1 44 45 34 39
452 1 23 15 51 46
453 1 98 34 87 23
454 1  1 .2 .3 .4
455 1 .2  1 .5 .6
456 1 .3 .5  1 .7
457 1 .4 .6 .7  1
458 END DATA.
459 @end example
460
461 @subsubheading Example 8: Split variable with sequential values
462 @anchor{MATRIX DATA Example 8}
463
464 Like this previous example, this syntax defines two matrices with
465 split variable @code{s1}.  In this case, though, @code{s1} is not
466 listed in @subcmd{VARIABLES}, which means that its value does not
467 appear in the data.  Instead, @cmd{MATRIX DATA} reads matrix data
468 until the input is exhausted, supplying 1 for the first split, 2 for
469 the second, and so on.
470
471 @example
472 MATRIX DATA
473     VARIABLES=var01 TO var04
474     /SPLIT=s1
475     /FORMAT=FULL
476     /CONTENTS=MEAN SD N CORR.
477 BEGIN DATA.
478 34 35 36 37
479 22 11 55 66
480 99 98 99 92
481  1 .9 .8 .7
482 .9  1 .6 .5
483 .8 .6  1 .4
484 .7 .5 .4  1
485 44 45 34 39
486 23 15 51 46
487 98 34 87 23
488  1 .2 .3 .4
489 .2  1 .5 .6
490 .3 .5  1 .7
491 .4 .6 .7  1
492 END DATA.
493 @end example
494
495 @subsubsection Factor variables without @code{ROWTYPE_}
496
497 Without @subcmd{ROWTYPE_}, factor variables introduce two new wrinkles
498 to @cmd{MATRIX DATA} syntax.  First, the @subcmd{CELLS} subcommand
499 must declare the number of combinations of factor variables present in
500 the data.  If there is, for example, one factor variable for which the
501 data contains three values, one would write @code{CELLS=3}; if there
502 are two (or more) factor variables for which the data contains five
503 combinations, one would use @code{CELLS=5}; and so on.
504
505 Second, the @subcmd{CONTENTS} subcommand must distinguish within-cell
506 data from pooled data by enclosing within-cell row types in
507 parentheses.  When different within-cell row types for a single factor
508 appear in subsequent lines, enclose the row types in a single set of
509 parentheses; when different factors' values for a given within-cell
510 row type appear in subsequent lines, enclose each row type in
511 individual parentheses.
512
513 Without @subcmd{ROWTYPE_}, input lines for pooled data do not include
514 factor values, not even as missing values, but input lines for
515 within-cell data do.
516
517 The following examples aim to clarify this syntax.
518
519 @subsubheading Example 9: Factor variables, grouping within-cell records by factor
520
521 This syntax defines the same matrix file as Example 5 (@pxref{MATRIX
522 DATA Example 5}), without using @code{ROWTYPE_}.  It declares
523 @code{CELLS=2} because the data contains two values (0 and 1) for
524 factor variable @code{f1}.  Within-cell vector row types @code{MEAN},
525 @code{SD}, and @code{N} are in a single set of parentheses on
526 @subcmd{CONTENTS} because they are grouped together in subsequent
527 lines for a single factor value.  The data lines with the pooled
528 correlation matrix do not have any factor values.
529
530 @example
531 MATRIX DATA
532     VARIABLES=f1 var01 TO var04
533     /FACTOR=f1
534     /CELLS=2
535     /CONTENTS=(MEAN SD N) CORR.
536 BEGIN DATA.
537 0 34 35 36 37
538 0 22 11 55 66
539 0 99 98 99 92
540 1 44 45 34 39
541 1 23 15 51 46
542 1 98 34 87 23
543    1
544   .9  1
545   .8 .6  1
546   .7 .5 .4  1
547 END DATA.
548 @end example
549
550 @subsubheading Example 10: Factor variables, grouping within-cell records by row type
551
552 This syntax defines the same matrix file as the previous example.  The
553 only difference is that the within-cell vector rows are grouped
554 differently: two rows of means (one for each factor), followed by two
555 rows of standard deviations, followed by two rows of counts.
556
557 @example
558 MATRIX DATA
559     VARIABLES=f1 var01 TO var04
560     /FACTOR=f1
561     /CELLS=2
562     /CONTENTS=(MEAN) (SD) (N) CORR.
563 BEGIN DATA.
564 0 34 35 36 37
565 1 44 45 34 39
566 0 22 11 55 66
567 1 23 15 51 46
568 0 99 98 99 92
569 1 98 34 87 23
570    1
571   .9  1
572   .8 .6  1
573   .7 .5 .4  1
574 END DATA.
575 @end example
576
577 @node MCONVERT
578 @section MCONVERT
579 @vindex MCONVERT
580
581 @display
582 MCONVERT
583     [[MATRIX=]
584      [IN(@{@samp{*}|'@var{file}'@})]
585      [OUT(@{@samp{*}|'@var{file}'@})]]
586     [/@{REPLACE,APPEND@}].
587 @end display
588
589 The @cmd{MCONVERT} command converts matrix data from a correlation
590 matrix and a vector of standard deviations into a covariance matrix,
591 or vice versa.
592
593 By default, @cmd{MCONVERT} both reads and writes the active file.  Use
594 the @cmd{MATRIX} subcommand to specify other files.  To read a matrix
595 file, specify its name inside parentheses following @code{IN}.  To
596 write a matrix file, specify its name inside parentheses following
597 @code{OUT}.  Use @samp{*} to explicitly specify the active file for
598 input or output.
599
600 When @cmd{MCONVERT} reads the input, by default it substitutes a
601 correlation matrix and a vector of standard deviations each time it
602 encounters a covariance matrix, and vice versa.  Specify
603 @code{/APPEND} to instead have @cmd{MCONVERT} add the other form of
604 data without removing the existing data.  Use @code{/REPLACE} to
605 explicitly request removing the existing data.
606
607 The @cmd{MCONVERT} command requires its input to be a matrix file.
608 Use @cmd{MATRIX DATA} to convert text input into matrix file format.
609 @xref{MATRIX DATA}, for details.
610
611 @node MATRIX
612 @section MATRIX
613 @vindex MATRIX
614 @vindex END MATRIX
615
616 @display
617 @t{MATRIX.}
618 @dots{}@i{matrix commands}@dots{}
619 @t{END MATRIX.}
620 @end display
621
622 @noindent
623 The following basic matrix commands are supported:
624
625 @display
626 @t{COMPUTE} @i{variable}[@t{(}@i{index}[@t{,}@i{index}]@t{)}]@t{=}@i{expression}@t{.}
627 @t{CALL} @i{procedure}@t{(}@i{argument}@t{,} @dots{}).
628 @t{PRINT} [@i{expression}]
629       [@t{/FORMAT}@t{=}@i{format}]
630       [@t{/TITLE}@t{=}@i{title}]
631       [@t{/SPACE}@t{=}@{@t{NEWPAGE} @math{|} @i{n}@}]
632       [@{@t{/RLABELS}@t{=}@i{string}@dots{} @math{|} @t{/RNAMES}@t{=}@i{expression}@}]
633       [@{@t{/CLABELS}@t{=}@i{string}@dots{} @math{|} @t{/CNAMES}@t{=}@i{expression}@}]@t{.}
634 @end display
635
636 @noindent
637 The following matrix commands offer support for flow control:
638
639 @display
640 @t{DO IF} @i{expression}@t{.}
641   @dots{}@i{matrix commands}@dots{}
642 [@t{ELSE IF} @i{expression}@t{.}
643   @dots{}@i{matrix commands}@dots{}]@dots{}
644 [@t{ELSE}
645   @dots{}@i{matrix commands}@dots{}]
646 @t{END IF}@t{.}
647
648 @t{LOOP} [@i{var}@t{=}@i{first} @t{TO} @i{last} [@t{BY} @i{step}]] [@t{IF} @i{expression}]@t{.}
649   @dots{}@i{matrix commands}@dots{}
650 @t{END LOOP} [@t{IF} @i{expression}]@t{.}
651
652 @t{BREAK}@t{.}
653 @end display
654
655 @noindent
656 The following matrix commands support matrix input and output:
657
658 @display
659 @t{READ} @i{variable}[@t{(}@i{index}[@t{,}@i{index}]@t{)}]
660      [@t{/FILE}@t{=}@i{file}]
661      @t{/FIELD}@t{=}@i{first} @t{TO} @i{last} [@t{BY} @i{width}]
662      [@t{/FORMAT}@t{=}@i{format}]
663      [@t{/SIZE}@t{=}@i{expression}]
664      [@t{/MODE}@t{=}@{@t{RECTANGULAR} @math{|} @t{SYMMETRIC}@}]
665      [@t{/REREAD}]@t{.}
666 @t{WRITE} @i{expression}
667       [@t{/OUTFILE}@t{=}@i{file}]
668       @t{/FIELD}@t{=}@i{first} @t{TO} @i{last} [@t{BY} @i{width}]
669       [@t{/MODE}@t{=}@{@t{RECTANGULAR} @math{|} @t{TRIANGULAR}@}]
670       [@t{/HOLD}]
671       [@t{/FORMAT}@t{=}@i{format}]@t{.}
672 @t{GET} @i{variable}[@t{(}@i{index}[@t{,}@i{index}]@t{)}]
673     [@t{/FILE}@t{=}@{@i{file} @math{|} @t{*}@}]
674     [@t{/VARIABLES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
675     [@t{/NAMES}@t{=}@i{expression}]
676     [@t{/MISSING}@t{=}@{@t{ACCEPT} @math{|} @t{OMIT} @math{|} @i{number}@}]
677     [@t{/SYSMIS}@t{=}@{@t{OMIT} @math{|} @i{number}@}]@t{.}
678 @t{SAVE} @i{expression}
679      [@t{/OUTFILE}@t{=}@{@i{file} @math{|} @t{*}@}]
680      [@t{/VARIABLES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
681      [@t{/NAMES}@t{=}@i{expression}]
682      [@t{/STRINGS}@t{=}@i{variable}@dots{}]@t{.}
683 @t{MGET} [@t{/FILE}@t{=}@i{file}]
684      [@t{/TYPE}@t{=}@{@t{COV} @math{|} @t{CORR} @math{|} @t{MEAN} @math{|} @t{STDDEV} @math{|} @t{N} @math{|} @t{COUNT}@}]@t{.}
685 @t{MSAVE} @i{expression}
686       @t{/TYPE}@t{=}@{@t{COV} @math{|} @t{CORR} @math{|} @t{MEAN} @math{|} @t{STDDEV} @math{|} @t{N} @math{|} @t{COUNT}@}
687       [@t{/OUTFILE}@t{=}@i{file}]
688       [@t{/VARIABLES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
689       [@t{/SNAMES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
690       [@t{/SPLIT}@t{=}@i{expression}]
691       [@t{/FNAMES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
692       [@t{/FACTOR}@t{=}@i{expression}]@t{.}
693 @end display
694
695 @noindent
696 The following matrix commands provide additional support:
697
698 @display
699 @t{DISPLAY} [@{@t{DICTIONARY} @math{|} @t{STATUS}@}]@t{.}
700 @t{RELEASE} @i{variable}@dots{}@t{.}
701 @end display
702
703 @code{MATRIX} and @code{END MATRIX} enclose a special @pspp{}
704 sub-language, called the matrix language.  The matrix language does
705 not require an active dataset to be defined and only a few of the
706 matrix language commands work with any datasets that are defined.
707 Each instance of @code{MATRIX}@dots{}@code{END MATRIX} is a separate
708 program whose state is independent of any instance, so that variables
709 declared within a matrix program are forgotten at its end.
710
711 The matrix language works with matrices, where a @dfn{matrix} is a
712 rectangular array of real numbers.  An @math{@var{n}@times{}@var{m}}
713 matrix has @var{n} rows and @var{m} columns.  Some special cases are
714 important: a @math{@var{n}@times{}1} matrix is a @dfn{column vector},
715 a @math{1@times{}@var{n}} is a @dfn{row vector}, and a
716 @math{1@times{}1} matrix is a @dfn{scalar}.
717
718 The matrix language also has limited support for matrices that contain
719 8-byte strings instead of numbers.  Strings longer than 8 bytes are
720 truncated, and shorter strings are padded with spaces.  String
721 matrices are mainly useful for labeling rows and columns when printing
722 numerical matrices with the @code{MATRIX PRINT} command.  Arithmetic
723 operations on string matrices will not produce useful results.  The
724 user should not mix strings and numbers within a matrix.
725
726 The matrix language does not work with cases.  A variable in the
727 matrix language represents a single matrix.
728
729 The matrix language does not support missing values.
730
731 @code{MATRIX} is a procedure, so it cannot be enclosed inside @code{DO
732 IF}, @code{LOOP}, etc.
733
734 Macros may be used within a matrix program, and macros may expand to
735 include entire matrix programs.  The @code{DEFINE} command may not
736 appear within a matrix program.  @xref{DEFINE}, for more information
737 about macros.
738
739 The following sections describe the details of the matrix language:
740 first, the syntax of matrix expressions, then each of the supported
741 commands.  The @code{COMMENT} command (@pxref{COMMENT}) is also
742 supported.
743
744 @node Matrix Expressions
745 @subsection Matrix Expressions
746
747 Many matrix commands use expressions.  A matrix expression may use the
748 following operators, listed in descending order of operator
749 precedence.  Within a single level, operators associate from left to
750 right.
751
752 @itemize @bullet
753 @item
754 Function call @t{()} and matrix construction @t{@{@}}
755
756 @item
757 Indexing @t{()}
758
759 @item
760 Unary @t{+} and @t{-}
761
762 @item
763 Integer sequence @t{:}
764
765 @item
766 Exponentiation @t{**} and @t{&**}
767
768 @item
769 Multiplication @t{*} and @t{&*}, and division @t{/} and @t{&/}
770
771 @item
772 Addition @t{+} and subtraction @t{-}
773
774 @item
775 Relational @t{< <= = >= > <>}
776
777 @item
778 Logical @t{NOT}
779
780 @item
781 Logical @t{AND}
782
783 @item
784 Logical @t{OR} and @t{XOR}
785 @end itemize
786
787 @xref{Matrix Functions}, for the available matrix functions.  The
788 remaining operators are described in more detail below.
789
790 @cindex restricted expressions
791 Expressions appear in the matrix language in some contexts where there
792 would be ambiguity whether @samp{/} is an operator or a separator
793 between subcommands.  In these contexts, only the operators with
794 higher precedence than @samp{/} are allowed outside parentheses.
795 Later sections call these @dfn{restricted expressions}.
796
797 @node Matrix Construction Operator
798 @subsubsection Matrix Construction Operator @t{@{@}}
799
800 Use the @t{@{}@t{@}} operator to construct matrices.  Within
801 the curly braces, commas separate elements within a row and semicolons
802 separate rows.  The following examples show a @math{2@times{}3}
803 matrix, a @math{1@times{}4} row vector, a @math{3@times{}1} column
804 vector, and a scalar.
805
806 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
807 @item @t{@{1, 2, 3; 4, 5, 6@}}
808 @tab @result{}
809 @tab
810 @ifnottex
811 @t{[1  2  3] @* [4  5  6]}
812 @end ifnottex
813 @iftex
814 @math{\left(\matrix{1 & 2 & 3 \cr 4 & 5 & 6}\right)}
815 @end iftex
816 @
817 @item @t{@{3.14, 6.28, 9.24, 12.57@}}
818 @tab @result{}
819 @tab
820 @ifnottex
821 [3.14  6.28  9.42  12.57]
822 @end ifnottex
823 @iftex
824 @math{(\matrix{3.14 & 6.28 & 9.42 & 12.57})}
825 @end iftex
826 @
827 @item @t{@{1.41; 1.73; 2@}}
828 @tab @result{}
829 @tab
830 @ifnottex
831 @t{[1.41] @* [1.73] @* [2.00]}
832 @end ifnottex
833 @iftex
834 @math{(\matrix{1.41 & 1.73 & 2.00})}
835 @end iftex
836 @
837 @item @t{@{5@}}
838 @tab @result{}
839 @tab 5
840 @end multitable
841
842 Curly braces are not limited to holding numeric literals.  They can
843 contain calculations, and they can paste together matrices and vectors
844 in any way as long as the result is rectangular.  For example, if
845 @samp{m} is matrix @code{@{1, 2; 3, 4@}}, @samp{r} is row vector
846 @code{@{5, 6@}}, and @samp{c} is column vector @code{@{7, 8@}}, then
847 curly braces can be used as follows:
848
849 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
850 @item @t{@{m, c; r, 10@}}
851 @tab @result{}
852 @tab
853 @ifnottex
854 @t{[1 2  7] @* [3 4  8] @* [5 6 10]}
855 @end ifnottex
856 @iftex
857 @math{\left(\matrix{1 & 2 & 7 \cr 3 & 4 & 8 \cr 5 & 6 & 10}\right)}
858 @end iftex
859 @
860 @item @t{@{c, 2 * c, T(r)@}}
861 @tab @result{}
862 @tab
863 @ifnottex
864 @t{[7 14 5] @* [8 16 6]}
865 @end ifnottex
866 @iftex
867 @math{\left(\matrix{7 & 14 & 5 \cr 8 & 16 & 6}\right)}
868 @end iftex
869 @end multitable
870
871 The final example above uses the transposition function @code{T}.
872
873 @node Matrix Sequence Operator
874 @subsubsection Integer Sequence Operator @samp{:}
875
876 The syntax @code{@var{first}:@var{last}:@var{step}} yields a row
877 vector of consecutive integers from @var{first} to @var{last} counting
878 by @var{step}.  The final @code{:@var{step}} is optional and
879 defaults to 1 when omitted.
880
881 Each of @var{first}, @var{last}, and @var{step} must be a scalar and
882 should be an integer (any fractional part is discarded).  Because
883 @samp{:} has a high precedence, operands other than numeric literals
884 must usually be parenthesized.
885
886 When @var{step} is positive (or omitted) and @math{@var{end} <
887 @var{start}}, or if @var{step} is negative and @math{@var{end} >
888 @var{start}}, then the result is an empty matrix.  If @var{step} is 0,
889 then @pspp{} reports an error.
890
891 Here are some examples:
892
893 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
894 @item @t{1:6}      @tab @result{} @tab @t{@{1, 2, 3, 4, 5, 6@}}
895 @item @t{1:6:2}    @tab @result{} @tab @t{@{1, 3, 5@}}
896 @item @t{-1:-5:-1} @tab @result{} @tab @t{@{-1, -2, -3, -4, -5@}}
897 @item @t{-1:-5}    @tab @result{} @tab @t{@{@}}
898 @item @t{2:1:0}    @tab @result{} @tab (error)
899 @end multitable
900
901 @node Matrix Index Operator
902 @subsubsection Index Operator @code{()}
903
904 The result of the submatrix or indexing operator, written
905 @code{@var{m}(@var{rindex}, @var{cindex})}, contains the rows of
906 @var{m} whose indexes are given in vector @var{rindex} and the columns
907 whose indexes are given in vector @var{cindex}.
908
909 In the simplest case, if @var{rindex} and @var{cindex} are both
910 scalars, the result is also a scalar:
911
912 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
913 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(1, 1)} @tab @result{} @tab @t{10}
914 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(1, 2)} @tab @result{} @tab @t{20}
915 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(2, 1)} @tab @result{} @tab @t{30}
916 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(2, 2)} @tab @result{} @tab @t{40}
917 @end multitable
918
919 If the index arguments have multiple elements, then the result
920 includes multiple rows or columns:
921
922 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
923 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(1:2, 1)} @tab @result{} @tab @t{@{10; 30@}}
924 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(2, 1:2)} @tab @result{} @tab @t{@{30, 40@}}
925 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(1:2, 1:2)} @tab @result{} @tab @t{@{10, 20; 30, 40@}}
926 @end multitable
927
928 The special argument @samp{:} may stand in for all the rows or columns
929 in the matrix being indexed, like this:
930
931 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
932 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(:, 1)} @tab @result{} @tab @t{@{10; 30@}}
933 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(2, :)} @tab @result{} @tab @t{@{30, 40@}}
934 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(:, :)} @tab @result{} @tab @t{@{10, 20; 30, 40@}}
935 @end multitable
936
937 The index arguments do not have to be in order, and they may contain
938 repeated values, like this:
939
940 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
941 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(@{2, 1@}, 1)} @tab @result{} @tab @t{@{30; 10@}}
942 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(2, @{2; 2; 1@})} @tab @result{} @tab @t{@{40, 40, 30@}}
943 @item @t{@{10, 20; 30, 40@}(2:1:-1, :)} @tab @result{} @tab @t{@{30, 40; 10, 20@}}
944 @end multitable
945
946 When the matrix being indexed is a row or column vector, only a single
947 index argument is needed, like this:
948
949 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
950 @item @t{@{11, 12, 13, 14, 15@}(2:4)} @tab @result{} @tab @t{@{12, 13, 14@}}
951 @item @t{@{11; 12; 13; 14; 15@}(2:4)} @tab @result{} @tab @t{@{12; 13; 14@}}
952 @end multitable
953
954 When an index is not an integer, @pspp{} discards the fractional part.
955 It is an error for an index to be less than 1 or greater than the
956 number of rows or columns:
957
958 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
959 @item @t{@{11, 12, 13, 14@}(@{2.5, 4.6@})} @tab @result{} @tab @t{@{12, 14@}}
960 @item @t{@{11; 12; 13; 14@}(0)} @tab @result{} @tab (error)
961 @end multitable
962
963 @node Matrix Unary Operators
964 @subsubsection Unary Operators
965
966 The unary operators take a single operand of any dimensions and
967 operate on each of its elements independently.  The unary operators
968 are:
969
970 @table @code
971 @item -
972 Inverts the sign of each element.
973
974 @item +
975 No change.
976
977 @item NOT
978 Logical inversion: each positive value becomes 0 and each zero or
979 negative value becomes 1.
980 @end table
981
982 Examples:
983
984 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
985 @item @t{-@{1, -2; 3, -4@}} @tab @result{} @tab @t{@{-1, 2; -3, 4@}}
986 @item @t{+@{1, -2; 3, -4@}} @tab @result{} @tab @t{@{1, -2; 3, -4@}}
987 @item @t{NOT @{1, 0; -1, 1@}} @tab @result{} @tab @t{@{0, 1; 1, 0@}}
988 @end multitable
989
990 @node Matrix Elementwise Binary Operators
991 @subsubsection Elementwise Binary Operators
992
993 The elementwise binary operators require their operands to be matrices
994 with the same dimensions.  Alternatively, if one operand is a scalar,
995 then its value is treated as if it were duplicated to the dimensions
996 of the other operand.  The result is a matrix of the same size as the
997 operands, in which each element is the result of the applying the
998 operator to the corresponding elements of the operands.
999
1000 The elementwise binary operators are listed below.
1001
1002 @itemize @bullet
1003 @item
1004 The arithmetic operators, for familiar arithmetic operations:
1005
1006 @table @asis
1007 @item @code{+}
1008 Addition.
1009
1010 @item @code{-}
1011 Subtraction.
1012
1013 @item @code{*}
1014 Multiplication, if one operand is a scalar.  (Otherwise this is matrix
1015 multiplication, described below.)
1016
1017 @item @code{/} or @code{&/}
1018 Division.
1019
1020 @item @code{&*}
1021 Multiplication.
1022
1023 @item @code{&**}
1024 Exponentiation.
1025 @end table
1026
1027 @item
1028 The relational operators, whose results are 1 when a comparison is
1029 true and 0 when it is false:
1030
1031 @table @asis
1032 @item @code{<} or @code{LT}
1033 Less than.
1034
1035 @item @code{<=} or @code{LE}
1036 Less than or equal.
1037
1038 @item @code{=} or @code{EQ}
1039 Equal.
1040
1041 @item @code{>} or @code{GT}
1042 Greater than.
1043
1044 @item @code{>=} or @code{GE}
1045 Greater than or equal.
1046
1047 @item @code{<>} or @code{~=} or @code{NE}
1048 Not equal.
1049 @end table
1050
1051 @item
1052 The logical operators, which treat positive operands as true and
1053 nonpositive operands as false.  They yield 0 for false and 1 for true:
1054
1055 @table @code
1056 @item AND
1057 True if both operands are true.
1058
1059 @item OR
1060 True if at least one operand is true.
1061
1062 @item XOR
1063 True if exactly one operand is true.
1064 @end table
1065 @end itemize
1066
1067 Examples:
1068
1069 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
1070 @item @t{1 + 2} @tab @result{} @tab @t{3}
1071 @item @t{1 + @{3; 4@}} @tab @result{} @tab @t{@{4; 5@}}
1072 @item @t{@{66, 77; 88, 99@} + 5} @tab @result{} @tab @t{@{71, 82; 93, 104@}}
1073 @item @t{@{4, 8; 3, 7@} + @{1, 0; 5, 2@}} @tab @result{} @tab @t{@{5, 8; 8, 9@}}
1074 @item @t{@{1, 2; 3, 4@} < @{4, 3; 2, 1@}} @tab @result{} @tab @t{@{1, 1; 0, 0@}}
1075 @item @t{@{1, 3; 2, 4@} >= 3} @tab @result{} @tab @t{@{0, 1; 0, 1@}}
1076 @item @t{@{0, 0; 1, 1@} AND @{0, 1; 0, 1@}} @tab @result{} @tab @t{@{0, 0; 0, 1@}}
1077 @end multitable
1078
1079 @node Matrix Multiplication Operator
1080 @subsubsection Matrix Multiplication Operator @samp{*}
1081
1082 If @code{A} is an @math{@var{m}@times{}@var{n}} matrix and @code{B} is
1083 an @math{@var{n}@times{}@var{p}} matrix, then @code{A*B} is the
1084 @math{@var{m}@times{}@var{p}} matrix multiplication product @code{C}.
1085 @pspp{} reports an error if the number of columns in @code{A} differs
1086 from the number of rows in @code{B}.
1087
1088 The @code{*} operator performs elementwise multiplication (see above)
1089 if one of its operands is a scalar.
1090
1091 No built-in operator yields the inverse of matrix multiplication.
1092 Instead, multiply by the result of @code{INV} or @code{GINV}.
1093
1094 Some examples:
1095
1096 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
1097 @item @t{@{1, 2, 3@} * @{4; 5; 6@}} @tab @result{} @tab @t{32}
1098 @item @t{@{4; 5; 6@} * @{1, 2, 3@}} @tab @result{} @tab @t{@{4,@w{ } 8, 12; @*@w{ }5, 10, 15; @*@w{ }6, 12, 18@}}
1099 @end multitable
1100
1101 @node Matrix Exponentiation Operator
1102 @subsubsection Matrix Exponentiation Operator @code{**}
1103
1104 The result of @code{A**B} is defined as follows when @code{A} is a
1105 square matrix and @code{B} is an integer scalar:
1106
1107 @itemize @bullet
1108 @item
1109 For @code{B > 0}, @code{A**B} is @code{A*@dots{}*A}, where there are
1110 @code{B} @samp{A}s.  (@pspp{} implements this efficiently for large
1111 @code{B}, using exponentiation by squaring.)
1112
1113 @item
1114 For @code{B < 0}, @code{A**B} is @code{INV(A**(-B))}.
1115
1116 @item
1117 For @code{B = 0}, @code{A**B} is the identity matrix.
1118 @end itemize
1119
1120 @noindent
1121 @pspp{} reports an error if @code{A} is not square or @code{B} is not
1122 an integer.
1123
1124 Examples:
1125
1126 @multitable @columnfractions .4 .05 .4
1127 @item @t{@{2, 5; 1, 4@}**3} @tab @result{} @tab @t{@{48, 165; 33, 114@}}
1128 @item @t{@{2, 5; 1, 4@}**0} @tab @result{} @tab @t{@{1, 0; 0, 1@}}
1129 @item @t{10*@{4, 7; 2, 6@}**-1} @tab @result{} @tab @t{@{6, -7; -2, 4@}}
1130 @end multitable
1131
1132 @node Matrix Functions
1133 @subsection Matrix Functions
1134
1135 The matrix language support numerous functions in multiple categories.
1136 The following subsections document each of the currently supported
1137 functions.  The first letter of each parameter's name indicate the
1138 required argument type:
1139
1140 @table @var
1141 @item s
1142 A scalar.
1143
1144 @item n
1145 A nonnegative integer scalar.  (Non-integers are accepted and silently
1146 rounded down to the nearest integer.)
1147
1148 @item V
1149 A row or column vector.
1150
1151 @item M
1152 A matrix.
1153 @end table
1154
1155 @node Matrix Elementwise Functions
1156 @subsubsection Elementwise Functions
1157
1158 These functions act on each element of their argument independently,
1159 like the elementwise operators (@pxref{Matrix Elementwise Binary
1160 Operators}).
1161
1162 @deffn {Matrix Function} ABS (@var{M})
1163 Takes the absolute value of each element of @var{M}.
1164
1165 @t{ABS(@{-1, 2; -3, 0@}) @result{} @{1, 2; 3, 0@}}
1166 @end deffn
1167
1168 @deffn {Matrix Function} ARSIN (@var{M})
1169 @deffnx {Matrix Function} ARTAN (@var{M})
1170 Computes the inverse sine or tangent, respectively, of each element in
1171 @var{M}.  The results are in radians, between @math{-\pi/2} and
1172 @math{+\pi/2}, inclusive.
1173
1174 The value of @math{\pi} can be computed as @code{4*ARTAN(1)}.
1175 @end deffn
1176
1177 @deffn {Matrix Function} COS (@var{M})
1178 @deffnx {Matrix Function} SIN (@var{M})
1179 Computes the cosine or sine, respectively, of each element in @var{M},
1180 which must be in radians.
1181 @end deffn
1182
1183 @deffn {Matrix Function} EXP (@var{M})
1184 Computes @math{e^x} for each element @var{x} in @var{M}.
1185 @end deffn
1186
1187 @deffn {Matrix Function} LG10 (@var{M})
1188 @deffnx {Matrix Function} LN (@var{M})
1189 Takes the logarithm with base 10 or base @math{e}, respectively, of
1190 each element in @var{M}.
1191 @end deffn
1192
1193 @deffn {Matrix Function} MOD (@var{M}, @var{s})
1194 Takes each element in @var{M} modulo nonzero scalar value @var{s},
1195 that is, the remainder of division by @var{s}.  The sign of the result
1196 is the same as the sign of the dividend.
1197 @end deffn
1198
1199 @deffn {Matrix Function} RND (@var{M})
1200 @deffnx {Matrix Function} TRUNC (@var{M})
1201 Rounds each element of @var{M} to an integer.  @code{RND} rounds to
1202 the nearest integer, with halves rounded to even integers, and
1203 @code{TRUNC} rounds toward zero.
1204 @end deffn
1205
1206 @deffn {Matrix Function} SQRT (@var{M})
1207 Takes the square root of each element of @var{M}, which must not be
1208 negative.
1209 @end deffn
1210
1211 @node Matrix Logical Functions
1212 @subsubsection Logical Functions
1213
1214 @deffn {Matrix Function} ALL (@var{M})
1215 Returns a scalar with value 1 if all of the elements in @var{M} are
1216 nonzero, or 0 if at least one element is zero.
1217 @end deffn
1218
1219 @deffn {Matrix Function} ANY (@var{M})
1220 Returns a scalar with value 1 if any of the elements in @var{M} is
1221 nonzero, or 0 if all of them are zero.
1222 @end deffn
1223
1224 @node Matrix Construction Functions
1225 @subsubsection Matrix Construction Functions
1226
1227 @deffn {Matrix Function} BLOCK (@var{M1}, @dots{}, @var{Mn})
1228 Returns a block diagonal matrix with as many rows as the sum of its
1229 arguments' row counts and as many columns as the sum of their columns.
1230 Each argument matrix is placed along the main diagonal of the result,
1231 and all other elements are zero.
1232 @end deffn
1233
1234 @deffn {Matrix Function} IDENT (@var{n})
1235 @deffnx {Matrix Function} IDENT (@var{nr}, @var{nc})
1236 Returns an identity matrix, whose main diagonal elements are one and
1237 whose other elements are zero.  The returned matrix has @var{n} rows
1238 and columns or @var{nr} rows and @var{nc} columns, respectively.
1239 @end deffn
1240
1241 @deffn {Matrix Function} MAGIC (@var{n})
1242 Returns an @math{@var{n}@times{}@var{n}} matrix that contains each of
1243 the integers @math{1@dots{}@var{n}} once, in which each column, each
1244 row, and each diagonal sums to @math{n(n^2+1)/2}.  There are many
1245 magic squares with given dimensions, but this function always returns
1246 the same one for a given value of @var{n}.
1247 @end deffn
1248
1249 @deffn {Matrix Function} MAKE (@var{nr}, @var{nc}, @var{s})
1250 Returns an @math{@var{nr}@times{}@var{nc}} matrix whose elements are
1251 all @var{s}.
1252 @end deffn
1253
1254 @deffn {Matrix Function} MDIAG (@var{V})
1255 @anchor{MDIAG} Given @var{n}-element vector @var{V}, returns a
1256 @math{@var{n}@times{}@var{n}} matrix whose main diagonal is copied
1257 from @var{V}.  The other elements in the returned vector are zero.
1258
1259 Use @code{CALL SETDIAG} (@pxref{CALL SETDIAG}) to replace the main
1260 diagonal of a matrix in-place.
1261 @end deffn
1262
1263 @deffn {Matrix Function} RESHAPE (@var{M}, @var{nr}, @var{nc})
1264 Returns an @math{@var{nr}@times{}@var{nc}} matrix whose elements come
1265 from @var{M}, which must have the same number of elements as the new
1266 matrix, copying elements from @var{M} to the new matrix row by row.
1267 @end deffn
1268
1269 @deffn {Matrix Function} T (@var{M})
1270 @deffnx {Matrix Function} TRANSPOS (@var{M})
1271 Returns @var{M} with rows exchanged for columns.
1272 @end deffn
1273
1274 @deffn {Matrix Function} UNIFORM (@var{nr}, @var{nc})
1275 Returns a @math{@var{nr}@times{}@var{nc}} matrix in which each element
1276 is randomly chosen from a uniform distribution of real numbers between
1277 0 and 1.
1278 @end deffn
1279
1280 @node Matrix Minimum and Maximum and Sum Functions
1281 @subsubsection Minimum, Maximum, and Sum Functions
1282
1283 @deffn {Matrix Function} CMIN (@var{M})
1284 @deffnx {Matrix Function} CMAX (@var{M})
1285 @deffnx {Matrix Function} CSUM (@var{M})
1286 @deffnx {Matrix Function} CSSQ (@var{M})
1287 Returns a row vector with the same number of columns as @var{M}, in
1288 which each element is the minimum, maximum, sum, or sum of squares,
1289 respectively, of the elements in the same column of @var{M}.
1290 @end deffn
1291
1292 @deffn {Matrix Function} MMIN (@var{M})
1293 @deffnx {Matrix Function} MMAX (@var{M})
1294 @deffnx {Matrix Function} MSUM (@var{M})
1295 @deffnx {Matrix Function} MSSQ (@var{M})
1296 Returns the minimum, maximum, sum, or sum of squares, respectively, of
1297 the elements of @var{M}.
1298 @end deffn
1299
1300 @deffn {Matrix Function} RMIN (@var{M})
1301 @deffnx {Matrix Function} RMAX (@var{M})
1302 @deffnx {Matrix Function} RSUM (@var{M})
1303 @deffnx {Matrix Function} RSSQ (@var{M})
1304 Returns a column vector with the same number of rows as @var{M}, in
1305 which each element is the minimum, maximum, sum, or sum of squares,
1306 respectively, of the elements in the same row of @var{M}.
1307 @end deffn
1308
1309 @deffn {Matrix Function} SSCP (@var{M})
1310 Returns @math{@var{M}^T @times{} @var{M}}.
1311 @end deffn
1312
1313 @deffn {Matrix Function} TRACE (@var{M})
1314 Returns the sum of the elements along @var{M}'s main diagonal,
1315 equivalent to @code{MSUM(DIAG(@var{M}))}.
1316 @end deffn
1317
1318
1319 @node Matrix Property Functions
1320 @subsubsection Matrix Property Functions
1321
1322 @deffn {Matrix Function} NROW (@var{M})
1323 @deffnx {Matrix Function} NCOL (@var{M})
1324 Returns the number of row or columns, respectively, in @var{M}.
1325 @end deffn
1326
1327 @deffn {Matrix Function} DIAG (@var{M})
1328 Returns a column vector containing a copy of @var{M}'s main diagonal.
1329 The vector's length is the lesser of @code{NCOL(@var{M})} and
1330 @code{NROW(@var{M})}.
1331 @end deffn
1332
1333 @node Matrix Rank Ordering Functions
1334 @subsubsection Matrix Rank Ordering Functions
1335
1336 The @code{GRADE} and @code{RANK} functions each take a matrix @var{M}
1337 and return a matrix @var{r} with the same dimensions.  Each element in
1338 @var{r} ranges between 1 and the number of elements @var{n} in
1339 @var{M}, inclusive.  When the elements in @var{M} all have unique
1340 values, both of these functions yield the same results: the smallest
1341 element in @var{M} corresponds to value 1 in @var{r}, the next
1342 smallest to 2, and so on, up to the largest to @var{n}.  When multiple
1343 elements in @var{M} have the same value, these functions use different
1344 rules for handling the ties.
1345
1346 @deffn {Matrix Function} GRADE (@var{M})
1347 Returns a ranking of @var{M}, turning duplicate values into sequential
1348 ranks.  The returned matrix always contains each of the integers 1
1349 through the number of elements in the matrix exactly once.
1350
1351 @t{GRADE(@{1, 0, 3; 3, 1, 2; 3, 0, 5@})} @result{} @t{@{3, 1, 6; 7, 4, 5; 8, 2, 9@}}
1352 @end deffn
1353
1354 @deffn {Matrix Function} RNKORDER (@var{M})
1355 Returns a ranking of @var{M}, turning duplicate values into the mean
1356 of their sequential ranks.
1357
1358 @t{RNKORDER(@{1, 0, 3; 3, 1, 2; 3, 0, 5@})} @*@w{ }@result{} @t{@{3.5, 1.5, 7; 7, 3.5, 5; 7, 1.5, 9@}}
1359 @end deffn
1360
1361 @noindent
1362 One may use @code{GRADE} to sort a vector:
1363
1364 @example
1365 COMPUTE v(GRADE(v))=v.   /* Sort v in ascending order.
1366 COMPUTE v(GRADE(-v))=v.  /* Sort v in descending order.
1367 @end example
1368
1369 @node Matrix Algebra Functions
1370 @subsubsection Matrix Algebra Functions
1371
1372 @deffn {Matrix Function} CHOL (@var{M})
1373 Matrix @var{M} must be an @math{@var{n}@times{}@var{n}} symmetric
1374 positive-definite matrix.  Returns an @math{@var{n}@times{}@var{n}}
1375 matrix @var{B} such that @math{@var{B}^T@times{}@var{B}=@var{M}}.
1376 @end deffn
1377
1378 @deffn {Matrix Function} DESIGN (@var{M})
1379 Returns a design matrix for @var{M}.  The design matrix has the same
1380 number of rows as @var{M}.  Each column @var{c} in @var{M}, from left
1381 to right, yields a group of columns in the output.  For each unique
1382 value @var{v} in @var{c}, from top to bottom, add a column to the
1383 output in which @var{v} becomes 1 and other values become 0.
1384
1385 @pspp{} issues a warning if a column only contains a single unique value.
1386
1387 @format
1388 @t{DESIGN(@{1; 2; 3@}) @result{} @{1, 0, 0; 0, 1, 0; 0, 0, 1@}}
1389 @t{DESIGN(@{5; 8; 5@}) @result{} @{1, 0; 0, 1; 1, 0@}}
1390 @t{DESIGN(@{1, 5; 2, 8; 3, 5@})}
1391  @result{} @t{@{1, 0, 0, 1, 0; 0, 1, 0, 0, 1; 0, 0, 1, 1, 0@}}
1392 @t{DESIGN(@{5; 5; 5@})} @result{} (warning)
1393 @end format
1394 @end deffn
1395
1396 @deffn {Matrix Function} DET (@var{M})
1397 Returns the determinant of square matrix @var{M}.
1398 @end deffn
1399
1400 @deffn {Matrix Function} EVAL (@var{M})
1401 @anchor{EVAL}
1402 Returns a column vector containing the eigenvalues of symmetric matrix
1403 @var{M}, sorted in ascending order.
1404
1405 Use @code{CALL EIGEN} (@pxref{CALL EIGEN}) to compute eigenvalues and
1406 eigenvectors of a matrix.
1407 @end deffn
1408
1409 @deffn {Matrix Function} GINV (@var{M})
1410 Returns the @math{@var{k}@times{}@var{n}} matrix @var{A} that is the
1411 @dfn{generalized inverse} of @math{@var{n}@times{}@var{k}} matrix
1412 @var{M}, defined such that
1413 @math{@var{M}@times{}@var{A}@times{}@var{M}=@var{M}} and
1414 @math{@var{A}@times{}@var{M}@times{}@var{A}=@var{A}}.
1415 @end deffn
1416
1417
1418 @deffn {Matrix Function} GSCH (@var{M})
1419 @var{M} must be a @math{@var{n}@times{}@var{m}} matrix, @math{@var{m}
1420 @geq{} @var{n}}, with rank @var{n}.  Returns an
1421 @math{@var{n}@times{}@var{n}} orthonormal basis for @var{M}, obtained
1422 using the Gram-Schmidt process.
1423 @end deffn
1424
1425 @deffn {Matrix Function} INV (@var{M})
1426 Returns the @math{@var{n}@times{}@var{n}} matrix @var{A} that is the
1427 inverse of @math{@var{n}@times{}@var{n}} matrix @var{M}, defined such
1428 that @math{@var{M}@times{}@var{A} = @var{A}@times{}@var{M} = I}, where
1429 @var{I} is the identity matrix.  @var{M} must not be singular, that
1430 is, @math{\det(@var{M}) @ne{} 0}.
1431 @end deffn
1432
1433 @deffn {Matrix Function} KRONEKER (@var{Ma}, @var{Mb})
1434 Returns the @math{@var{pm}@times{}@var{qn}} matrix @var{P} that is the
1435 @dfn{Kroneker product} of @math{@var{m}@times{}@var{n}} matrix
1436 @var{Ma} and @math{@var{p}@times{}@var{q}} matrix @var{Mb}.  One may
1437 view @var{P} as the concatenation of multiple
1438 @math{@var{p}@times{}@var{q}} blocks, each of which is the scalar
1439 product of @var{Mb} by a different element of @var{Ma}.  For example,
1440 when @code{A} is a @math{2@times{}2} matrix, @code{KRONEKER(A, B)} is
1441 equivalent to @code{@{A(1,1)*B, A(1,2)*B; A(2,1)*B, A(2,2)*B@}}.
1442 @end deffn
1443
1444 @deffn {Matrix Function} RANK (@var{M})
1445 Returns the rank of matrix @var{M}, a integer scalar whose value is
1446 the dimension of the vector space spanned by its columns or,
1447 equivalently, by its rows.
1448 @end deffn
1449
1450 @deffn {Matrix Function} SOLVE (@var{Ma}, @var{Mb})
1451 @var{Ma} must be an @math{@var{n}@times{}@var{n}} matrix, with
1452 @math{\det(@var{Ma}) @ne{} 0}, and @var{Mb} an
1453 @math{@var{n}@times{}@var{k}} matrix.  Returns an
1454 @math{@var{n}@times{}@var{k}} matrix @var{X} such that @math{@var{Ma}
1455 @times{} @var{X} = @var{Mb}}.
1456 @end deffn
1457
1458 @deffn {Matrix Function} SVAL (@var{M})
1459 @anchor{SVAL}
1460
1461 Given @math{@var{n}@times{}@var{k}} matrix @var{M}, returns a
1462 @math{\min(@var{n},@var{k})}-element column vector containing the
1463 singular values of @var{M} in descending order.
1464
1465 Use @code{CALL SVD} (@pxref{CALL SVD}) to compute the full singular
1466 value decomposition of a matrix.
1467 @end deffn
1468
1469 @deffn {Matrix Function} SWEEP (@var{M}, @var{nk})
1470 Given @math{@var{r}@times{}@var{c}} matrix @var{M} and integer scalar
1471 @math{k = @var{nk}} such that @math{1 @leq{} k @leq{}
1472 \min(@var{r},@var{c})}, returns the @math{@var{r}@times{}@var{c}}
1473 sweep matrix @var{A}.
1474
1475 If @math{@var{M}_{kk} @ne{} 0}, then:
1476
1477 @display
1478 @math{@var{A}_{kk} = 1/@var{M}_{kk}},
1479 @math{@var{A}_{ik} = -@var{M}_{ik}/@var{M}_{kk} @r{for} i @ne{} k},
1480 @math{@var{A}_{kj} = @var{M}_{kj}/@var{M}_{kk} @r{for} j @ne{} k, @r{and}}
1481 @math{@var{A}_{ij} = @var{M}_{ij} - (@var{M}_{ik} * @var{M}_{kj}) / @var{M}_{kk} @r{for} i @ne{} k @r{and} j @ne{} k}.
1482 @end display
1483
1484 If @math{@var{M}_{kk} = 0}, then:
1485
1486 @display
1487 @math{@var{A}_{ik} = @var{A}_{ki} = 0 @r{and}}
1488 @math{@var{A}_{ij} = @var{M}_{ij}, @r{for} i @ne{} k @r{and} j @ne{} k}.
1489 @end display
1490 @end deffn
1491
1492 @node Matrix IO
1493 @subsubsection I/O
1494
1495 @deffn {Matrix Function} EOF (@var{file})
1496 @anchor{EOF Matrix Function}
1497
1498 Given a file handle or file name @var{file}, returns an integer scalar
1499 that indicates whether the last record in the file has been read.
1500 Determining this requires attempting reading past the current record,
1501 which means that @code{REREAD} on the next @code{READ} command
1502 following @code{EOF} on the same file will be ineffective. 
1503 @end deffn
1504
1505 @node Matrix COMPUTE Command
1506 @subsection The @code{COMPUTE} Command
1507
1508 @display
1509 @t{COMPUTE} @i{variable}[@t{(}@i{index}[@t{,}@i{index}]@t{)}]@t{=}@i{expression}@t{.}
1510 @end display
1511
1512 The @code{COMPUTE} command evaluates an expression and assigns the
1513 result to a variable or a submatrix of a variable.  Assigning to a
1514 submatrix uses the same syntax as the index operator (@pxref{Matrix
1515 Index Operator}).
1516
1517 @node Matrix CALL command
1518 @subsection The @code{CALL} Command
1519
1520 A matrix function returns a single result.  The @code{CALL} command
1521 implements procedures, which take a similar syntactic form to
1522 functions but yield results by modifying their arguments rather than
1523 returning a value.
1524
1525 Output arguments to a @code{CALL} procedure must be a single variable
1526 name.
1527
1528 The following procedures are implemented via @code{CALL} to allow them
1529 to return multiple results.  For these procedures, the output
1530 arguments need not name existing variables; if they do, then their
1531 previous values are replaced:
1532
1533 @table @asis
1534 @item @t{CALL EIGEN(@var{M}, @var{evec}, @var{eval})}
1535 @anchor{CALL EIGEN}
1536
1537 Computes the eigenvalues and eigenvector of symmetric
1538 @math{@var{n}@times{}@var{n}} matrix @var{M}.  Assigns the
1539 eigenvectors of @var{M} to the columns of
1540 @math{@var{n}@times{}@var{n}} matrix @var{evec} and the eigenvalues in
1541 descending order to @var{n}-element column vector @var{eval}.
1542
1543 Use the @code{EVAL} function (@pxref{EVAL}) to compute just the
1544 eigenvalues of a symmetric matrix.
1545
1546 @item @t{CALL SVD(@var{M}, @var{U}, @var{S}, @var{V})}
1547 @anchor{CALL SVD}
1548
1549 Computes the singular value decomposition of
1550 @math{@var{n}@times{}@var{k}} matrix @var{M}, assigning @var{S} a
1551 @math{@var{n}@times{}@var{k}} diagonal matrix and to @var{U} and
1552 @var{V} unitary @math{@var{k}@times{}@var{k}} matrices such that
1553 @math{@var{M} = @var{U}@times{}@var{S}@times{}@var{V}^T}.  The main
1554 diagonal of @var{Q} contains the singular values of @var{M}.
1555
1556 Use the @code{SVAL} function (@pxref{SVAL}) to compute just the
1557 singular values of a matrix.
1558 @end table
1559
1560 The final procedure is implemented via @code{CALL} to allow it to
1561 modify a matrix instead of returning a modified version.  For this
1562 procedure, the output argument must name an existing variable.
1563
1564 @table @asis
1565 @item @t{CALL SETDIAG(@var{M}, @var{V})}
1566 @anchor{CALL SETDIAG}
1567
1568 Replaces the main diagonal of @math{@var{n}@times{}@var{p}} matrix
1569 @var{M} by the contents of @var{k}-element vector @var{V}.  If
1570 @math{@var{k} = 1}, so that @var{V} is a scalar, replaces all of the
1571 diagonal elements of @var{M} by @var{V}.  If @math{@var{k} <
1572 \min(@var{n},@var{p})}, only the upper @var{k} diagonal elements are
1573 replaced; if @math{@var{k} > \min(@var{n},@var{p})}, then the 
1574 extra elements of @var{V} are ignored.
1575
1576 Use the @code{MDIAG} function (@pxref{MDIAG}) to construct a new
1577 matrix with a specified main diagonal.
1578 @end table
1579
1580 @node Matrix PRINT Command
1581 @subsection The @code{PRINT} Command
1582
1583 @display
1584 @t{PRINT} [@i{expression}]
1585       [@t{/FORMAT}@t{=}@i{format}]
1586       [@t{/TITLE}@t{=}@i{title}]
1587       [@t{/SPACE}@t{=}@{@t{NEWPAGE} @math{|} @i{n}@}]
1588       [@{@t{/RLABELS}@t{=}@i{string}@dots{} @math{|} @t{/RNAMES}@t{=}@i{expression}@}]
1589       [@{@t{/CLABELS}@t{=}@i{string}@dots{} @math{|} @t{/CNAMES}@t{=}@i{expression}@}]@t{.}
1590 @end display
1591
1592 The @code{PRINT} command is commonly used to display a matrix.  It
1593 evaluates the restricted @var{expression}, if present, and outputs it
1594 either as text or a pivot table, depending on the setting of
1595 @code{MDISPLAY} (@pxref{SET MDISPLAY}).
1596
1597 Use the @code{FORMAT} subcommand to specify a format, such as
1598 @code{F8.2}, for displaying the matrix elements.  @code{FORMAT} is
1599 optional for numerical matrices.  When it is omitted, @pspp{} chooses
1600 how to format entries automatically using @var{m}, the magnitude of
1601 the largest-magnitude element in the matrix to be displayed:
1602
1603 @enumerate
1604 @item
1605 If the matrix's elements are all integers, then, if possible, @pspp{}
1606 chooses the narrowest @code{F} format with width 12 or less that fits
1607 @var{m} plus a sign.
1608
1609 @item
1610 Otherwise, if @math{@var{m} @geq{} 10^9} or @math{@var{m} @leq{}
1611 10^{-4}}, @pspp{} scales all of the numbers in the matrix by
1612 @math{10^x}, where @var{x} is the exponent used when @var{m} is
1613 displayed in scientific notation, and displays the scaled value in
1614 format @code{F13.10}.  @pspp{} adds a note to the output to indicate
1615 the scale factor.
1616
1617 @item
1618 Otherwise, @pspp{} displays the value, without scaling, in format
1619 @code{F13.10}.
1620 @end enumerate
1621
1622 The optional @code{TITLE} subcommand specifies a title for the output
1623 text or table, as a quoted string.  When it is omitted, the syntax of
1624 the matrix expression is used as the title.
1625
1626 Use the @code{SPACE} subcommand to request extra space above the
1627 matrix output.  With a numerical argument, it adds the specified
1628 number of lines of blank space above the matrix.  With @code{NEWPAGE}
1629 as an argument, it prints the matrix at the top of a new page.  The
1630 @code{SPACE} subcommand has no effect when a matrix is output as a
1631 pivot table.
1632
1633 The @code{RLABELS} and @code{RNAMES} subcommands, which are mutually
1634 exclusive, can supply a label to accompany each row in the output.
1635 With @code{RLABELS}, specify the labels as comma-separated strings or
1636 other tokens.  With @code{RNAMES}, specify a single expression that
1637 evaluates to a vector of strings.  Either way, if there are more
1638 labels than rows, the extra labels are ignored, and if there are more
1639 rows than labels, the extra rows are unlabeled.  For output to a pivot
1640 table with @code{RLABELS}, the labels can be any length; otherwise,
1641 the labels are truncated to 8 bytes.
1642
1643 The @code{CLABELS} and @code{CNAMES} subcommands work for labeling
1644 columns as @code{RLABELS} and @code{RNAMES} do for labeling rows.
1645
1646 @subsubheading Text Output
1647
1648 When the @var{expression} is omitted, @code{PRINT} does not output a
1649 matrix.  Instead, it outputs only the text specified on @code{TITLE},
1650 if any, preceded by any space specified on the @code{SPACE}
1651 subcommand, if any.  Any other subcommands are ignored, and the
1652 command acts as if @code{MDISPLAY} is set to @code{TEXT} regardless of
1653 its actual setting.
1654
1655 @node Matrix DO IF Command
1656 @subsection The @code{DO IF} Command
1657
1658 @display
1659 @t{DO IF} @i{expression}@t{.}
1660   @dots{}@i{matrix commands}@dots{}
1661 [@t{ELSE IF} @i{expression}@t{.}
1662   @dots{}@i{matrix commands}@dots{}]@dots{}
1663 [@t{ELSE}
1664   @dots{}@i{matrix commands}@dots{}]
1665 @t{END IF}@t{.}
1666 @end display
1667
1668 A @code{DO IF} command evaluates its expression argument.  If the
1669 @code{DO IF} expression evaluates to true, then @pspp{} executes the
1670 associated commands.  Otherwise, @pspp{} evaluates the expression on
1671 each @code{ELSE IF} clause (if any) in order, and executes the
1672 commands associated with the first one that yields a true value.
1673 Finally, if the @code{DO IF} and all the @code{ELSE IF} expressions
1674 all evaluate to false, @pspp{} executes the commands following the
1675 @code{ELSE} clause (if any).
1676
1677 Each expression on @code{DO IF} and @code{ELSE IF} must evaluate to a
1678 scalar.  Positive scalars are considered to be true, and scalars that
1679 are zero or negative are considered to be false.
1680
1681 @node Matrix LOOP and BREAK Commands
1682 @subsection The @code{LOOP} and @code{BREAK} Commands
1683
1684 @display
1685 @t{LOOP} [@i{var}@t{=}@i{first} @t{TO} @i{last} [@t{BY} @i{step}]] [@t{IF} @i{expression}]@t{.}
1686   @dots{}@i{matrix commands}@dots{}
1687 @t{END LOOP} [@t{IF} @i{expression}]@t{.}
1688
1689 @t{BREAK}@t{.}
1690 @end display
1691
1692 The @code{LOOP} command executes a nested group of matrix commands,
1693 called the loop's @dfn{body}, repeatedly.  It has three optional
1694 clauses that control how many times the loop body executes.
1695 Regardless of these clauses, the global @code{MXLOOPS} setting, which
1696 defaults to 40, also limits the number of iterations of a loop.  To
1697 iterate more times, raise the maximum with @code{SET MXLOOPS} outside
1698 of the @code{MATRIX} command (@pxref{SET MXLOOPS}).
1699
1700 The optional index clause causes @var{var} to be assigned successive
1701 values on each trip through the loop: first @var{first}, then
1702 @math{@var{first} + @var{step}}, then @math{@var{first} + 2 @times{}
1703 @var{step}}, and so on.  The loop ends when @math{@var{var} >
1704 @var{last}}, for positive @var{step}, or @math{@var{var} <
1705 @var{last}}, for negative @var{step}.  If @var{step} is not specified,
1706 it defaults to 1.  All the index clause expressions must evaluate to
1707 scalars, and non-integers are rounded toward zero.  If @var{step}
1708 evaluates as zero (or rounds to zero), then the loop body never
1709 executes.
1710
1711 The optional @code{IF} on @code{LOOP} is evaluated before each
1712 iteration through the loop body.  If its expression, which must
1713 evaluate to a scalar, is zero or negative, then the loop terminates
1714 without executing the loop body.
1715
1716 The optional @code{IF} on @code{END LOOP} is evaluated after each
1717 iteration through the loop body.  If its expression, which must
1718 evaluate to a scalar, is zero or negative, then the loop terminates.
1719
1720 The @code{BREAK} command may be used inside a loop body, ordinarily
1721 within a @code{DO IF} command.  If it is executed, then the loop
1722 terminates immediately, jumping to the command just following
1723 @code{END LOOP}.  When multiple @code{LOOP} commands nest,
1724 @code{BREAK} terminates the innermost loop.
1725
1726 @node Matrix READ and WRITE Commands
1727 @subsection The @code{READ} and @code{WRITE} Commands
1728
1729 The @code{READ} and @code{WRITE} commands perform matrix input and
1730 output with text files.  They share the following syntax for
1731 specifying how data is divided among input lines:
1732
1733 @display
1734 @t{/FIELD}@t{=}@i{first} @t{TO} @i{last} [@t{BY} @i{width}]
1735 [@t{/FORMAT}@t{=}@i{format}]
1736 @end display
1737
1738 Both commands require the @code{FIELD} subcommand.  It specifies the
1739 range of columns, from @var{first} to @var{last}, inclusive, that the
1740 data occupies on each line of the file.  The leftmost column is column
1741 1.  The columns must be literal numbers, not expressions.  To use
1742 entire lines, even if they might be very long, specify a column range
1743 such as @code{1 TO 100000}.
1744
1745 The @code{FORMAT} subcommand is optional for numerical matrices.  For
1746 string matrix input and output, specify an @code{A} format.  In
1747 addition to @code{FORMAT}, the optional @code{BY} specification on
1748 @code{FIELD} determine the meaning of each text line:
1749
1750 @itemize @bullet
1751 @item
1752 Without @code{BY} and @code{FORMAT}, the numbers in the text file are
1753 in @code{F} format separated by spaces or commas.  For @code{WRITE},
1754 @pspp{} uses as many digits of precision needed to represent the
1755 numbers in the matrix
1756
1757 @item
1758 With @code{BY @i{width}}, the input area is divided into fixed-width
1759 fields with the given @i{width}.  The input area must be a multiple of
1760 @i{width} columns wide.  Numbers are read or written as
1761 @code{F@i{width}.0} format.
1762
1763 @item
1764 With @code{FORMAT=@i{count}F}, the input area is divided into
1765 @i{count} equal-width fields per line.  The input area must be a
1766 multiple of @i{count} columns wide.  Another format type may be
1767 substituted for @code{F}.
1768
1769 @item
1770 @code{FORMAT=F@i{w}.@i{d}} divides the input area into fixed-width
1771 fields with width @i{w}.  The input area must be a multiple of @i{w}
1772 columns wide.  Another format type may be substituted for @code{F}.
1773
1774 @item
1775 If @code{BY} and @code{FORMAT} are both used, then they must agree on
1776 the field width.
1777 @end itemize
1778
1779 @node Matrix READ Command
1780 @subsubsection The @code{READ} Command
1781
1782 @display
1783 @t{READ} @i{variable}[@t{(}@i{index}[@t{,}@i{index}]@t{)}]
1784      [@t{/FILE}@t{=}@i{file}]
1785      @t{/FIELD}@t{=}@i{first} @t{TO} @i{last} [@t{BY} @i{width}]
1786      [@t{/FORMAT}@t{=}@i{format}]
1787      [@t{/SIZE}@t{=}@i{expression}]
1788      [@t{/MODE}@t{=}@{@t{RECTANGULAR} @math{|} @t{SYMMETRIC}@}]
1789      [@t{/REREAD}]@t{.}
1790 @end display
1791
1792 The @code{READ} command reads from a text file into a matrix variable.
1793 Specify the target variable just after the command name, either just a
1794 variable name to create or replace an entire variable, or a variable
1795 name followed by an indexing expression to replace a submatrix of an
1796 existing variable.
1797
1798 The @code{FILE} subcommand is required in the first @code{READ}
1799 command that appears within @code{MATRIX}.  It specifies the text file
1800 to be read, either as a file name in quotes or a file handle
1801 previously declared on @code{FILE HANDLE} (@pxref{FILE HANDLE}).
1802 Later @code{READ} commands (in syntax order) use the previous
1803 referenced file if @code{FILE} is omitted.
1804
1805 The @code{FIELD} and @code{FORMAT} subcommands specify how input lines
1806 are interpreted.  @xref{Matrix READ and WRITE Commands}, for details.
1807
1808 The @code{SIZE} subcommand is required for reading into an entire
1809 variable.  Its restricted expression argument should evaluate to a
1810 2-element vector @code{@{@var{n},@w{ }@var{m}@}} or
1811 @code{@{@var{n};@w{ }@var{m}@}}, which indicates a
1812 @math{@var{n}@times{}@var{m}} matrix destination.  A scalar @var{n} is
1813 also allowed and indicates a @math{@var{n}@times{}1} column vector
1814 destination.  When the destination is a submatrix, @code{SIZE} is
1815 optional, and if it is present then it must match the size of the
1816 submatrix.
1817
1818 By default, or with @code{MODE=RECTANGULAR}, the command reads an
1819 entry for every row and column.  With @code{MODE=SYMMETRIC}, the
1820 command reads only the entries on and below the matrix's main
1821 diagonal, and copies the entries above the main diagonal from the
1822 corresponding symmetric entries below it.  Only square matrices
1823 may use @code{MODE=SYMMETRIC}.
1824
1825 Ordinarily, each @code{READ} command starts from a new line in the
1826 text file.  Specify the @code{REREAD} subcommand to instead start from
1827 the last line read by the previous @code{READ} command.  This has no
1828 effect for the first @code{READ} command to read from a particular
1829 file.  It is also ineffective just after a command that uses the
1830 @code{EOF} matrix function (@pxref{EOF Matrix Function}) on a
1831 particular file, because @code{EOF} has to try to read the next line
1832 from the file to determine whether the file contains more input.
1833
1834 @node Matrix WRITE Command
1835 @subsubsection The @code{WRITE} Command
1836
1837 @display
1838 @t{WRITE} @i{expression}
1839       [@t{/OUTFILE}@t{=}@i{file}]
1840       @t{/FIELD}@t{=}@i{first} @t{TO} @i{last} [@t{BY} @i{width}]
1841       [@t{/FORMAT}@t{=}@i{format}]
1842       [@t{/MODE}@t{=}@{@t{RECTANGULAR} @math{|} @t{TRIANGULAR}@}]
1843       [@t{/HOLD}]@t{.}
1844 @end display
1845
1846 The @code{WRITE} command evaluates @i{expression} and writes it to a
1847 text file in a specified format.  Write the expression to evaluate
1848 just after the command name.
1849
1850 The @code{OUTFILE} subcommand is required in the first @code{WRITE}
1851 command that appears within @code{MATRIX}.  It specifies the text file
1852 to be written, either as a file name in quotes or a file handle
1853 previously declared on @code{FILE HANDLE} (@pxref{FILE HANDLE}).
1854 Later @code{WRITE} commands (in syntax order) use the previous
1855 referenced file if @code{FILE} is omitted.
1856
1857 The @code{FIELD} and @code{FORMAT} subcommands specify how output
1858 lines are formed.  @xref{Matrix READ and WRITE Commands}, for details.
1859
1860 By default, or with @code{MODE=RECTANGULAR}, the command writes an
1861 entry for every row and column.  With @code{MODE=TRIANGULAR}, the
1862 command writes only the entries on and below the matrix's main
1863 diagonal.  Entries above the diagonal are not written.  Only square
1864 matrices may be written with @code{MODE=TRIANGULAR}.
1865
1866 Ordinarily, each @code{WRITE} command starts a new line in the output
1867 file.  With @code{HOLD}, the next @code{WRITE} command will write to
1868 the same line as the current one.  This can be useful to write more
1869 than one matrix on a single output line.
1870
1871 @node Matrix GET Command
1872 @subsection The @code{GET} Command
1873
1874 @display
1875 @t{GET} @i{variable}[@t{(}@i{index}[@t{,}@i{index}]@t{)}]
1876     [@t{/FILE}@t{=}@{@i{file} @math{|} @t{*}@}]
1877     [@t{/VARIABLES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
1878     [@t{/NAMES}@t{=}@i{variable}]
1879     [@t{/MISSING}@t{=}@{@t{ACCEPT} @math{|} @t{OMIT} @math{|} @i{number}@}]
1880     [@t{/SYSMIS}@t{=}@{@t{OMIT} @math{|} @i{number}@}]@t{.}
1881 @end display
1882
1883 The @code{READ} command reads numeric data from an SPSS system file,
1884 SPSS/PC+ system file, or SPSS portable file into a matrix variable or
1885 submatrix:
1886
1887 @itemize @bullet
1888 @item
1889 To read data into a variable, specify just its name following
1890 @code{GET}.  The variable need not already exist; if it does, it is
1891 replaced.  The variable will have as many columns as there are
1892 variables specified on the @code{VARIABLES} subcommand and as many
1893 rows as there are cases in the input file.
1894
1895 @item
1896 To read data into a submatrix, specify the name of an existing
1897 variable, followed by an indexing expression, just after @code{GET}.
1898 The submatrix must have as many columns as variables specified on
1899 @code{VARIABLES} and as many rows as cases in the input file.
1900 @end itemize
1901
1902 Specify the name or handle of the file to be read on @code{FILE}.  Use
1903 @samp{*}, or simply omit the @code{FILE} subcommand, to read from the
1904 active file.  Reading from the active file is only permitted if it was
1905 already defined outside @code{MATRIX}.
1906
1907 List the variables to be read as columns in the matrix on the
1908 @code{VARIABLES} subcommand.  The list can use @code{TO} for
1909 collections of variables or @code{ALL} for all variables.  If
1910 @code{VARIABLES} is omitted, all variables are read.  Only numeric
1911 variables may be read.
1912
1913 If a variable is named on @code{NAMES}, then the names of the
1914 variables read as data columns are stored in a string vector within
1915 the given name, replacing any existing matrix variable with that name.
1916 Variable names are truncated to 8 bytes.
1917
1918 The @code{MISSING} and @code{SYSMIS} subcommands control the treatment
1919 of missing values in the input file.  By default, any user- or
1920 system-missing data in the variables being read from the input causes
1921 an error that prevents @code{GET} from executing.  To accept missing
1922 values, specify one of the following settings on @code{MISSING}:
1923
1924 @table @asis
1925 @item @code{ACCEPT}
1926 Accept user-missing values with no change.  By default, system-missing
1927 values still yield an error.  Use the @code{SYSMIS} subcommand to
1928 change this treatment:
1929
1930 @table @asis
1931 @item @code{OMIT}
1932 Skip any case that contains a system-missing value.
1933
1934 @item @i{number}
1935 Recode the system-missing value to @i{number}.
1936 @end table
1937
1938 @item @code{OMIT}
1939 Skip any case that contains any user- or system-missing value.
1940
1941 @item @i{number}
1942 Recode all user- and system-missing values to @i{number}.
1943 @end table
1944
1945 The @code{SYSMIS} subcommand has an effect only with
1946 @code{MISSING=ACCEPT}.
1947
1948 @node Matrix SAVE Command
1949 @subsection The @code{SAVE} Command
1950
1951 @display
1952 @t{SAVE} @i{expression}
1953      [@t{/OUTFILE}@t{=}@{@i{file} @math{|} @t{*}@}]
1954      [@t{/VARIABLES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
1955      [@t{/NAMES}@t{=}@i{expression}]
1956      [@t{/STRINGS}@t{=}@i{variable}@dots{}]@t{.}
1957 @end display
1958
1959 The @code{SAVE} matrix command evaluates @i{expression} and writes the
1960 resulting matrix to an SPSS system file.  In the system file, each
1961 matrix row becomes a case and each column becomes a variable.
1962
1963 Specify the name or handle of the SPSS system file on the
1964 @code{OUTFILE} subcommand, or @samp{*} to write the output as the new
1965 active file.  The @code{OUTFILE} subcommand is required on the first
1966 @code{SAVE} command, in syntax order, within @code{MATRIX}.  For
1967 @code{SAVE} commands after the first, the default output file is the
1968 same as the previous.
1969
1970 When multiple @code{SAVE} commands write to one destination within a
1971 single @code{MATRIX}, the later commands append to the same output
1972 file.  All the matrices written to the file must have the same number
1973 of columns.  The @code{VARIABLES}, @code{NAMES}, and @code{STRINGS}
1974 subcommands are honored only for the first @code{SAVE} command that
1975 writes to a given file.
1976
1977 By default, @code{SAVE} names the variables in the output file
1978 @code{COL1} through @code{COL@i{n}}.  Use @code{VARIABLES} or
1979 @code{NAMES} to give the variables meaningful names.  The
1980 @code{VARIABLES} subcommand accepts a comma-separated list of variable
1981 names.  Its alternative, @code{NAMES}, instead accepts an expression
1982 that must evaluate to a row or column string vector of names.  The
1983 number of names need not exactly match the number of columns in the
1984 matrix to be written: extra names are ignored; extra columns use
1985 default names.
1986
1987 By default, @code{SAVE} assumes that the matrix to be written is all
1988 numeric.  To write string columns, specify a comma-separated list of
1989 the string columns' variable names on @code{STRINGS}.
1990
1991 @node Matrix MGET Command
1992 @subsection The @code{MGET} Command
1993
1994 @display
1995 @t{MGET} [@t{/FILE}@t{=}@i{file}]
1996      [@t{/TYPE}@t{=}@{@t{COV} @math{|} @t{CORR} @math{|} @t{MEAN} @math{|} @t{STDDEV} @math{|} @t{N} @math{|} @t{COUNT}@}]@t{.}
1997 @end display
1998
1999 The @code{MGET} command reads the data from a matrix file
2000 (@pxref{Matrix Files}) into matrix variables.  Specify the name or
2001 handle of the matrix file to be read on the @code{FILE} subcommand; if
2002 it is omitted, then the command reads the active file.
2003
2004 By default, @code{MGET} reads all of the data from the matrix file.
2005 Specify a space-delimited list of matrix types @code{TYPE} to limit the
2006 kinds of data to the one specified:
2007
2008 @table @code
2009 @item COV
2010 Covariance matrix.
2011
2012 @item CORR
2013 Correlation coefficient matrix.
2014
2015 @item MEAN
2016 Vector of means.
2017
2018 @item STDDEV
2019 Vector of standard deviations.
2020
2021 @item N
2022 Vector of case counts.
2023
2024 @item COUNT
2025 Vector of counts.
2026 @end table
2027
2028 @code{MGET} reads the entire matrix file and automatically names,
2029 creates, and populates matrix variables using its contents.  It
2030 constructs the name of each variable by concatenating the following:
2031
2032 @itemize @bullet
2033 @item
2034 A 2-character prefix that identifies the type of the matrix:
2035
2036 @table @code
2037 @item CV
2038 Covariance matrix.
2039
2040 @item CR
2041 Correlation coefficient matrix.
2042
2043 @item MN
2044 Vector of means.
2045
2046 @item SD
2047 Vector of standard deviations.
2048
2049 @item NC
2050 Vector of case counts.
2051
2052 @item CN
2053 Vector of counts.
2054 @end table
2055
2056 @item
2057 If the matrix file has factor variables, @code{F@i{n}}, where @i{n}
2058 is a number identifying a group of factors: @code{F1} for the first
2059 group, @code{F2} for the second, and so on.
2060
2061 @item
2062 If the matrix file has split file variables, @code{S@i{n}}, where
2063 @i{n} is a number identifying a split group: @code{S1} for the first
2064 group, @code{S2} for the second, and so on.
2065 @end itemize
2066
2067 If @code{MGET} chooses the name of an existing variable, it issues a
2068 warning and does not change the variable.
2069
2070 @node Matrix MSAVE Command
2071 @subsection The @code{MSAVE} Command
2072
2073 @display
2074 @t{MSAVE} @i{expression}
2075       @t{/TYPE}@t{=}@{@t{COV} @math{|} @t{CORR} @math{|} @t{MEAN} @math{|} @t{STDDEV} @math{|} @t{N} @math{|} @t{COUNT}@}
2076       [@t{/FACTOR}@t{=}@i{expression}]
2077       [@t{/SPLIT}@t{=}@i{expression}]
2078       [@t{/OUTFILE}@t{=}@i{file}]
2079       [@t{/VARIABLES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
2080       [@t{/SNAMES}@t{=}@i{variable}@dots{}]
2081       [@t{/FNAMES}@t{=}@i{variable}@dots{}]@t{.}
2082 @end display
2083
2084 The @code{MSAVE} command evaluates the @i{expression} specifies just
2085 after the command name, and writes the resulting matrix to a matrix
2086 file (@pxref{Matrix Files}).
2087
2088 The @code{TYPE} subcommand is required.  It specifies the
2089 @code{ROWTYPE_} to write along with this matrix.
2090
2091 The @code{FACTOR} and @code{SPLIT} subcommands are required if and
2092 only if the matrix file has factor or split variables, respectively.
2093 Each one takes an expression that must evaluate to a vector with the
2094 same number of entries as the matrix has factor or split variables,
2095 respectively.  Each @code{MSAVE} only writes data for a single
2096 combination of factor and split variables, so many @code{MSAVE}
2097 commands (or one inside a loop) may be needed to write a complete set.
2098
2099 The remaining @code{MSAVE} subcommands define the format of the matrix
2100 file.  All of the @code{MSAVE} commands within a given matrix program
2101 write to the same matrix file, so these subcommands are only
2102 meaningful on the first @code{MSAVE} command within a matrix program.
2103 (If they are given again on later @code{MSAVE} commands, then they
2104 must have the same values as on the first.)
2105
2106 The @code{OUTFILE} subcommand specifies the name or handle of the
2107 matrix file to be written.  Output must go to an external file, not a
2108 data set or the active file.
2109
2110 The @code{VARIABLES} subcommand specifies a comma-separated list of
2111 the names of the continuous variables to be written to the matrix
2112 file.  The @code{TO} keyword can be used to define variables named
2113 with consecutive integer suffixes.  These names become column names
2114 and names that appear in @code{VARNAME_} in the matrix file.
2115 @code{ROWTYPE_} and @code{VARNAME_} are not allowed on
2116 @code{VARIABLES}.  If @code{VARIABLES} is omitted, then @pspp{} uses
2117 the names @code{COL1}, @code{COL2}, and so on.
2118
2119 The @code{FNAMES} subcommand may be used to supply a comma-separated
2120 list of factor variable names.  The default names are @code{FAC1},
2121 @code{FAC2}, and so on.
2122
2123 The @code{SNAMES} subcommand can supply a comma-separated list of
2124 split variable names.  The default names are @code{SPL1}, @code{SPL2},
2125 and so on.
2126
2127 @node Matrix DISPLAY Command
2128 @subsection The @code{DISPLAY} Command
2129
2130 @display
2131 @t{DISPLAY} [@{@t{DICTIONARY} @math{|} @t{STATUS}@}]@t{.}
2132 @end display
2133
2134 The @code{DISPLAY} command makes @pspp{} display a table with the name
2135 and dimensions of each matrix variable.  The @code{DICTIONARY} and
2136 @code{STATUS} keywords are accepted but have no effect.
2137
2138 @node Matrix RELEASE Command
2139 @subsection The @code{RELEASE} Command
2140
2141 @display
2142 @t{RELEASE} @i{variable}@dots{}@t{.}
2143 @end display
2144
2145 The @code{RELEASE} command accepts a comma-separated list of matrix
2146 variable names.  It deletes each variable and releases the memory
2147 associated with it.
2148
2149 The @code{END MATRIX} command releases all matrix variables.