《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
$ C3 o. ^/ |& a  f6 ^3 \/ g9 t" ^前言

利用 R 的三大法宝:

• 逻辑判断
• 取子集
• 按元素方式执行
  2 B* P5 m8 X3 I

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.
: Q9 R; m) J: O' C: b1 g/ 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)
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.
  $ N- J3 b- B1 ~% S" c( c/ ~6 ~; o

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)){
8 g( D$ k  {( g3 q. q8 _+ dif(vec == "DD"){
vec <- "joker"
6 X3 B# p0 B( f& o}else if(vec == "C"){
% i- T% i' R+ e/ M  v+ S- W* _' Jvec <- "ace"
) h  l# Y- a% z, i, _2 r}else if(vec == "7"){
vec <- "king"
6 O* R8 S+ m; \  F1 ~0 s/ _& f, s}else if(vec == "B"){
vec <- "queen"
}else if(vec == "BB"){
vec <- "jack"
4 V+ ^, f; T! f$ @( T' o& u" ~}else if(vec == "BBB"){
1 {1 e. w6 h7 j% f5 vvec <- "ten"
  ~6 `% ?3 F# {% }6 u/ O0 A' m* v}else{
. l( J: Q" h5 {/ Fvec <- "nine"
& C) y! H) I% H; k: U. Q9 ]}
* r& {( x( @2 w+ S6 {* `}
% n3 G+ A: t& I8 s8 jvec
}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
( H4 }& P# o# x4 @+ {7 _; gprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
unname(prob[vec])
}

) i- Z, T- `" Y# y6 m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
# A' [2 w* K0 {( [+ S6 {案例:
程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
1 ~+ y: I. ]/ }& X% Y* Rfor(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
vec <- -vec
. a. k  O6 u% h; d}
! R& |6 g4 {& N" R}
1 b+ U. K) q! t9 |vec
}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
negs <- vec < 0
vec[negs] <- vec[negs] * -1
vec
}

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:
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.
& v1 r3 C0 ]" `7 b在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

7 f& r  M9 x' L" L5 m6 G5 x