《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
3 V6 c+ w8 l% \1 s5 `- S前言

利用 R 的三大法宝:

• 逻辑判断
• 取子集
• 按元素方式执行
  3 c& j# i6 k) \% l

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.
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)
' c5 B. T8 I5 O6 L' T8 |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 f& H! T, u6 ^1 l7 L( y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.
  6 F+ I5 M) j- K3 \

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){
4 P. h# @& N& s2 F" R3 l& [; K9 V2 ?4 kfor(i in 1:length(vec)){
- K$ J3 x$ f9 V0 j" Rif(vec == "DD"){
) @9 F( n# k0 @! S4 W  l4 Jvec <- "joker"
}else if(vec == "C"){
vec <- "ace"
. n" b: f* |: M+ K" o3 V6 W}else if(vec == "7"){
vec <- "king"
  v9 W5 E/ R% @# T# I}else if(vec == "B"){
5 y2 d2 c( }: S( P+ ^vec <- "queen"
}else if(vec == "BB"){
vec <- "jack"
}else if(vec == "BBB"){
7 t" |5 i- P9 {9 lvec <- "ten"
- B% ~3 j/ S8 @( r; I( K1 C}else{
: r% d3 S& @% v9 ~, ]8 i' Y1 j! avec <- "nine"
}
6 Z- O3 ~, H  d8 k}
vec
6 J1 D* n) i1 i: L) d2 f- k3 J$ K}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
: @) Y' Y7 a) Z- m5 Qprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
unname(prob[vec])
}

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:
+ w' i' x2 l( A8 w& H/ Q( L- q程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
for(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
vec <- -vec
/ ?6 ]9 Y' T' S) a}
. ~+ p7 R! V9 u/ _. Y}
/ y; p" ?: Z* Q0 S! c$ Yvec
}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
negs <- vec < 0
vec[negs] <- vec[negs] * -1
5 M1 y1 n6 z$ hvec
; W8 q8 s. g7 L3 Q/ J$ f3 e4 i4 D9 j: q}

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
9 _5 [3 _$ f. x8 E向量化的程序:
8 D+ i+ H( T! W4 H* l; Q) N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.
! O( N& U* ~/ L, h# {4 |在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

, d, g+ o, @2 d) t
# r% w. f& x- C4 H0 F9 s6 c
, ?3 b0 q* [1 L* |+ H5 X( G$ |