《R语言入门与实践》第十章:向量化编程

1047521767

         《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.
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.
( d4 W* u6 y/ x1 T0 ~! p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))
* `  z0 T. k5 n( N( D9 X( L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.
  * S! O2 `1 U: L1 l3 d/ }" X

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){
, e% E' |% N  d) n2 m9 h' Cfor(i in 1:length(vec)){
if(vec == "DD"){
6 f8 q; n2 a& v- d; g  Lvec <- "joker"
6 j6 F% B5 u9 ~% E}else if(vec == "C"){
0 R$ r7 W; F" H6 i& Svec <- "ace"
3 }4 a* S/ s' l9 X8 Q+ }}else if(vec == "7"){
vec <- "king"
. p3 d5 V! z+ ]! P4 _- D}else if(vec == "B"){
vec <- "queen"
' j6 H0 u0 y' E8 p" J* a% ?  c- C}else if(vec == "BB"){
4 D% [8 P1 D% x7 j; N1 dvec <- "jack"
}else if(vec == "BBB"){
( v' M% A' W7 c! f* Tvec <- "ten"
9 D0 o/ p' l! r( e' n}else{
- Z+ f; a/ M: |2 |& |5 Evec <- "nine"
}
}
. n* a8 _8 e# @6 p' ~vec
}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
  v8 l% V" Y- Y. `6 b# D1 zprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
unname(prob[vec])
# l+ n. V; {) d8 L9 q}

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
2 q# d6 n- i/ |- B; {, s案例:
程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
( p% _; F( v8 n" Ifor(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
vec <- -vec
1 g5 ?* C2 A; N. L& z}
+ L3 J1 v  W5 ]; ~2 \9 O, a0 E}
9 A! g: d) I1 V) W6 X# Bvec
}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
) i% V: v: M! m6 ^negs <- vec < 0
vec[negs] <- vec[negs] * -1
& C  R! X8 q+ f6 vvec
}

未向量化的程序:
( ^5 X  T6 N% c" yif 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
6 `) H* s  \& j, A向量化的程序:
. }5 c" K7 k, c( t7 {7 Y* P8 O+ s% N( H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
  . o. |9 g0 M) v2 T/ f/ I% W

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.
0 ^- N$ ~# I# p& r; _# {在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

1 i: e7 ?9 w. l& p# W, j