《R语言入门与实践》第十章:向量化编程

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         《R语言入门与实践》第十章:向量化编程
前言

利用 R 的三大法宝:

• 逻辑判断
• 取子集
• 按元素方式执行
  

来达到编写高效的代码的目的.
  I# P9 ^# n$ _9 W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.
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)
  s" h1 A0 Z( h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))
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:

• 尽量使用向量化的函数来完成任务:比如使用 R 库中的原函数
• 对于重复的情况,使用逻辑值取子集的方法,而不是 for & if 的方法.
  

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){
for(i in 1:length(vec)){
if(vec == "DD"){
vec <- "joker"
}else if(vec == "C"){
) U6 ^+ e" N$ o0 t5 Svec <- "ace"
0 h/ L% M8 M# X}else if(vec == "7"){
. v+ w5 N% y& {( Bvec <- "king"
2 n3 @7 u1 c2 |5 ~- }( r}else if(vec == "B"){
vec <- "queen"
. \3 v4 a# c" Q% r  [8 ~}else if(vec == "BB"){
, e3 H* y  i1 C7 e, |* H- ivec <- "jack"
}else if(vec == "BBB"){
. E. R6 N2 U( Zvec <- "ten"
6 K- Y- [) x- [9 [}else{
; @& \' f2 r: _+ y2 l+ v6 R' Svec <- "nine"
}
}
9 ], L0 i$ F- v7 N+ O) Uvec
}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
/ \' P# S! g. h8 jprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
( i3 n% ]( h0 N4 A6 B7 x2 B6 g8 S5 Tunname(prob[vec])
}

5 [. ]9 k# t- |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
* g4 x' F: q/ J4 X- u+ J案例:
程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
8 C6 D5 x# q  F. W, d' @for(i in 1:length(vec)){
: e: B/ _0 ]# f) _3 K1 {if(vec < 0){
vec <- -vec
}
4 W  X. U/ X# w, |' [}
# O$ H1 f; j- W/ U$ qvec
" Z3 x% w! f6 e" w% O}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
- p: W! H2 M- f) l0 D0 \negs <- vec < 0
; r! ^* `. a% e0 avec[negs] <- vec[negs] * -1
9 T% F$ Z- V7 T+ J6 vvec
}

未向量化的程序:
if 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
向量化的程序:
4 i$ G: I* \, l4 ^0 v( L4 L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
  ; k0 E  R' Q% q7 p; 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.
2 q- B4 v; X( \在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

6 R% q5 L' m5 a% w  s
) y2 r% U" o) D. @