《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
0 n/ o2 \+ t7 ^2 B( z前言

利用 R 的三大法宝:

• 逻辑判断
• 取子集
• 按元素方式执行
  1 w" O* I, y+ K, E* Q

来达到编写高效的代码的目的.
$ H3 @9 L, Q! A' d0 V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.
' }2 ~: u# k4 M3 D0 r! O+ G; m/ V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))
0 m4 p/ X8 r0 T, ]; i+ A# \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.
  0 L. ^! V4 j3 C

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){
1 V! W$ \+ C+ K: Gfor(i in 1:length(vec)){
7 A/ N- T1 C  zif(vec == "DD"){
vec <- "joker"
}else if(vec == "C"){
( F$ o, Z0 E# R5 rvec <- "ace"
}else if(vec == "7"){
% k) g  ^0 L7 [) B( jvec <- "king"
. X* g+ j: m1 d$ L}else if(vec == "B"){
' d; W' ^, n" h) ?vec <- "queen"
}else if(vec == "BB"){
: ^8 W& M4 }$ V/ Yvec <- "jack"
}else if(vec == "BBB"){
vec <- "ten"
}else{
vec <- "nine"
. m. }. s. G* C}
8 e4 u  E6 z4 ~! H" k}
vec
8 e8 r+ q( B1 L" h}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
( Z- v9 i* }1 i0 s+ B' S. oprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
9 D& Z/ R# t( w" {5 ?& Punname(prob[vec])
}

4 _% p$ w5 U# r$ s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
3 T. z  w: L- f4 j' G, ]案例:
程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
8 _$ d8 y* V- j) Cfor(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
vec <- -vec
/ O- Q4 H, f1 i6 i2 b}
}
vec
}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
, r; p  p( V/ F7 B% X( ]negs <- vec < 0
& u: C! y8 S* l, T5 S3 Jvec[negs] <- vec[negs] * -1
vec
- Y9 `+ w9 n1 W. X}

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
% w: o: p9 C& \7 a' O向量化的程序:
7 ^" W8 J8 S9 ^7 Q6 L4 j- Q5 w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
  & ]9 v9 [2 l7 l

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.
4 S: U0 q3 z2 C1 ^在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

* g1 k; J( h  q/ I' ?6 G1 C
/ m0 S3 b( T8 c, }! x3 q' o