《R语言入门与实践》第十章:向量化编程

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前言

利用 R 的三大法宝:

• 逻辑判断
• 取子集
• 按元素方式执行
  7 y% f' o& p* H* `9 W6 D

来达到编写高效的代码的目的.
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.
8 E! V/ P$ Q; o2 J0 e% \1 s& @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)
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.
  - P3 K) N) a& q

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){
, T* d: e3 ~  T& cfor(i in 1:length(vec)){
( g- F  ^" N) i; m! U% d; \if(vec == "DD"){
vec <- "joker"
}else if(vec == "C"){
- ]- d  `& {+ l( j( K- d! lvec <- "ace"
}else if(vec == "7"){
% `  w! }2 Z! ]1 z; t' P; Z  C" e" Dvec <- "king"
}else if(vec == "B"){
vec <- "queen"
+ o$ f7 b* P- a" D* k7 k}else if(vec == "BB"){
, @3 s7 ~' V& C3 Fvec <- "jack"
}else if(vec == "BBB"){
8 M6 q: D- m+ _, ^  s2 V! [( ovec <- "ten"
}else{
% O. \: W4 f+ F2 D$ K0 Y6 j( r9 T; a0 {vec <- "nine"
}
6 K  v% _' R, S( s/ x+ H}
8 \4 M+ ?, ^+ P* I# tvec
+ r8 l. g2 U" @$ U9 Q' ?3 w! `6 O}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
prob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
, y4 g: I8 N) J& l( h2 Junname(prob[vec])
" }  I% b  {9 W# i0 }) N6 w}

( z# \' ^0 C+ _) p, ^3 B( n' z+ L* J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
案例:
程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
for(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
vec <- -vec
) S$ f. @4 P0 g$ V3 G8 h}
0 Y# e; y5 U; D6 B9 _}
7 U9 V+ f% `+ {9 H' Avec
}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
negs <- vec < 0
4 j! b+ K1 e0 m; |vec[negs] <- vec[negs] * -1
vec
4 K; p# m) C, `0 D: G" e}

未向量化的程序:
' |' G1 S/ s( U: xif 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
1 N$ q% o# j0 I0 g2 v8 I' `向量化的程序:
/ ?* S8 F: B6 c- O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
  

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.
# |+ L2 w0 C# |, B5 I在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

/ c# U) `4 E$ Z+ p$ z