《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
  - e3 ^" y/ _: G7 P: j( q0 B

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.
: I8 v7 [4 ^0 C8 L1 h+ {; Z" {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)
. C  H  i0 ^3 `2 {: T" A) _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.
  

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){
- z7 D5 ~& j5 w1 cfor(i in 1:length(vec)){
if(vec == "DD"){
vec <- "joker"
}else if(vec == "C"){
9 S9 \, T2 J, y2 A& `/ Xvec <- "ace"
}else if(vec == "7"){
  g9 @. ?/ _9 Tvec <- "king"
}else if(vec == "B"){
vec <- "queen"
}else if(vec == "BB"){
% Z& H- W7 H9 z- [vec <- "jack"
9 i# P. R0 l% ]& c1 I}else if(vec == "BBB"){
vec <- "ten"
}else{
) Z+ |  B" E% V8 [1 U/ e# I3 [vec <- "nine"
}
}
4 ^8 ?+ ?: S+ nvec
}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
prob <- 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
; P2 X$ ?3 A4 T( i/ s$ b案例:
  O% r* Q' d* p1 y* s1 Q. i3 K程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
! C9 G  f" l/ ~( A  B. j' zfor(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
1 N/ @+ I$ ?6 j% M! G1 X( ]' T. L4 F% Bvec <- -vec
( ^  ~- r0 o4 P. N# W, m}
}
vec
) _3 ^+ {' p+ O6 T6 w6 F- }}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
negs <- vec < 0
% z* c' L2 D- Jvec[negs] <- vec[negs] * -1
# e& |0 X$ q. P: gvec
}

未向量化的程序:
; b, v6 k  j4 q# d# K5 D6 x- Dif 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/ i, p' F+ D% Z5 M9 @1 Q9 ]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.
7 B/ \4 X* \7 {: a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 Y% |" ^0 j3 M6 r
5 O8 p, F. ]( [  w
0 ?6 T7 j& v- l( s# U5 F( `3 ~