《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
  . C# k" K/ \* `2 ]

来达到编写高效的代码的目的.
1 l  Y4 p) D2 v* M6 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.
! J8 C- P2 ?6 \8 J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.
  5 z3 v) ]  g1 E8 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){
, @3 P$ N  m% ~$ @: b/ J9 s! wfor(i in 1:length(vec)){
if(vec == "DD"){
vec <- "joker"
}else if(vec == "C"){
0 L6 y7 L9 B# Q% x2 x0 Xvec <- "ace"
+ \. W6 \7 A8 |2 e3 d$ ]* m# L}else if(vec == "7"){
vec <- "king"
9 }* c" V  [9 Z: t+ j}else if(vec == "B"){
vec <- "queen"
( `' I  K, I( a  S# I5 ?" r}else if(vec == "BB"){
- r" `/ }! ~& E- [vec <- "jack"
# _$ u2 |% r2 U) f: i! W}else if(vec == "BBB"){
+ |0 h7 t- Q  j3 d$ n* yvec <- "ten"
5 H8 F% |; l. u}else{
vec <- "nine"
}
! k  s2 E* \) D; r3 Y) Y: E5 i% c}
6 y8 H3 @- s/ N; i" Tvec
- B' H7 d# {# ?6 h$ V. Q, z}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
prob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
- Q; _) B2 j+ U: g5 Nunname(prob[vec])
1 B2 n4 N5 u. G; c" y" \}

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
* q- }7 Q( ?; s8 L8 p案例:
程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
for(i in 1:length(vec)){
2 K2 u0 I/ r2 T( ]if(vec < 0){
vec <- -vec
. A) @( a  M/ i. y}
& n% Z& L: v1 F7 D, V$ z}
' v4 R* I1 i7 }1 o+ g% vvec
: D% z6 p' P2 g5 l- M' R}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
( h. Q. ^- w+ m% `" b: fnegs <- vec < 0
vec[negs] <- vec[negs] * -1
& o; {& f# Y! pvec
" N9 x. S  L% I/ O5 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
" J7 z7 v0 F% L6 p; z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.
- p7 Q7 g1 @+ {4 V) S& c9 T: O在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

$ t$ e7 G9 A0 t0 \, b  v5 @# C
! f  K# ~' S7 x+ B