《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
/ @. V! M% G! Y& r* \! l6 n" E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.
0 U3 g3 l0 z% j& U/ E, v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.
  

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)){
if(vec == "DD"){
. f! F4 n1 g. z4 J) k) qvec <- "joker"
1 U, Q" ^% a* e/ w: [}else if(vec == "C"){
vec <- "ace"
}else if(vec == "7"){
0 l& h/ m3 X/ S, N, @0 [( tvec <- "king"
: H/ r: f% I5 k0 @; }}else if(vec == "B"){
$ G. q3 z3 W* T" D; \vec <- "queen"
}else if(vec == "BB"){
& v" L1 q% D% dvec <- "jack"
  Z' O' Z1 r3 ?' Z. i9 O6 c: U6 s}else if(vec == "BBB"){
& l# p; i9 z$ y4 ]% U9 u$ Rvec <- "ten"
7 b) l. w5 S8 q4 i; E7 ~. a% [}else{
vec <- "nine"
/ w3 a0 f" W+ [+ L3 @( P' C  ~}
}
+ s9 G+ C  D9 Kvec
}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
2 |, W4 _7 L3 S9 U7 u8 Hprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
" k, h) {$ J5 dunname(prob[vec])
3 i# v2 a9 |: @) g+ |* ]}

8 ]3 B* T, F# S3 y2 ~! {4 D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
6 ~4 _$ P, W4 H8 m3 ^2 r7 @案例:
! Q8 u9 W0 y# V8 G. Q程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
for(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
vec <- -vec
/ g4 g3 _! U. w' J' P# b}
}
9 ?: T- G' ?; M; N8 Uvec
}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
7 A/ t& Q, Z9 i& dnegs <- vec < 0
vec[negs] <- vec[negs] * -1
vec
. d& m, b& l8 u* ?}

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:
7 n$ h- Y6 C& p! N1 x4 L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.
在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

/ X3 D1 B1 m8 }+ l8 K
1 I; f/ ^% K4 [. V4 f