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标题: 《R语言入门与实践》第十章:向量化编程 [打印本页]
作者: 1047521767    时间: 2021-11-24 19:54
标题: 《R语言入门与实践》第十章:向量化编程
         《R语言入门与实践》第十章:向量化编程- z( Z! E/ L* y) G
前言

利用 R 的三大法宝:

来达到编写高效的代码的目的.
' X! E7 ~" M- H+ F这样的代码的特点是可以接受整个向量作为输入,并同时处理向量中的元素.0 I! P# }  v; c9 ^8 F8 l; Q/ N: C
通过以下几个案例来阐述向量化编程

预备知识rep() 函数

格式: rep(c(-1, 1), 5000000): R' d$ ?' M) P
功能:接受某个值/向量以及次数,返回该值/向量的重复执行次数长度的更长的向量

system.time() 函数

格式: system.time(function(object))6 N8 {3 O) o  H' @8 }( A0 y% C
功能:输入一个语句,返回执行该语句所耗费的时间.

向量化代码向量化代码的定义

可以接受一个含有多个值的向量作为输入,并且同时操作向量中的每一个元素

如何编写向量化代码

原则:

方法一:使用向量化的函数/查找表

程序①——未经向量化

change_symbols <- function(vec){
- F& E4 A, ^, K6 A! Zfor(i in 1:length(vec)){6 z: C! E+ f( k
if(vec == "DD"){+ F+ O. f: _) x+ Z# W4 |. Y
vec <- "joker"4 z, A- x5 p- v7 X2 ^
}else if(vec == "C"){
9 w- U; v4 i& g- ~( \vec <- "ace". C( Y  e' C6 L+ _, e) W. s$ {
}else if(vec == "7"){  s9 r! v& H" Y3 s3 _
vec <- "king"
. @2 k0 f$ A! C  ~2 n}else if(vec == "B"){& ]9 W* R& {/ ], j. _4 H
vec <- "queen"
* y8 s, ^* A/ O8 O" M/ z* q( U5 _}else if(vec == "BB"){! V  k, i! r2 D- s0 F
vec <- "jack"
# M" Q9 k& K) f" M$ L}else if(vec == "BBB"){3 \4 k/ V5 a4 n8 ]
vec <- "ten"' F+ S/ u1 x* q6 Q
}else{: {! t! F4 H+ s( Y
vec <- "nine"
- a* K# }" }: I  _* e' _7 H: W}
" r- U9 b7 N+ I" P9 Y2 U2 P. e}
; ~8 [/ H7 M7 C4 @/ xvec
/ y0 J* M. V4 R}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
+ p6 R' O/ |( l" e- Iprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
8 i8 I+ H" J9 bunname(prob[vec])2 p1 r  ^2 t7 I$ m# l; m. B: p' L1 G
}


4 a; E3 g- M' k. p8 h方法二:逻辑值取子集

目的:一次性完成对一类情况中的所有元素的操作6 t; Z5 E0 }( m9 u$ \0 U
案例:1 C; \/ Y* Y# I
程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){9 W6 U$ Q1 M& Z- r" E5 X. d
for(i in 1:length(vec)){
! T3 k. R" }, X, n. D( wif(vec < 0){
$ r; Z- T" _: [  u: {7 gvec <- -vec9 j, D% n! d4 G; G0 g1 U
}
! \% G# `; N  y2 L3 s, p, ^' A}5 W  X4 D- u6 k' k, c0 {
vec
/ {2 u1 h6 B: T+ t0 O}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){7 `- d& r9 o+ e# n" M
negs <- vec < 0
- W% m4 p- j$ r4 C, x' [; }0 z) avec[negs] <- vec[negs] * -1/ K* Q6 p; Y* K0 C( q
vec; G1 b$ }. F4 S( y4 A# Y
}

未向量化的程序:
* ?0 q! q0 f/ v) K* ~& @- x1 i- rif 语句一次只能针对一个元素进行判断,来判断出 vec 中为负数的元素
% l' w9 j2 e" H; S1 C2 i: {( S& M4 Y向量化的程序:
5 [7 {0 o- D+ Z5 h  C其中, vec < 0 为逻辑测试,返回一个包含 TRUE, FALSE 逻辑值的向量 negs, 通过逻辑值取子集的方法,得到 vec 中为负数的元素, 即 vec[negs].

如何在 R 中编写出快速的 for 循环原则:
  • 能放在循环外的代码,就一定不要放在循环内
  • 确保用来储存循环输出结果的对象必须具备足够的容量,以容纳循环的结果8 E) Y" }. e0 x4 D: ~: `6 |6 z
范例:一个循环 1000000 次并赋值的 for 循环

在 for 循环之前,定义好一个含有 1000000 个 NA 值的向量.1 [; I4 D, L. S" l5 V3 A* s
在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

2 c2 m( X9 t$ q( d4 Y! N

# b: p# p) L& G3 P" d4 U" M: t9 a" ~  W' A




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