《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+ g1 m$ f$ w: d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.
8 S. `* D# a- T! F. t0 O; A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.
( l% ?* |* Z8 n5 W* ^4 e5 i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))
/ ~% U. ]2 H; x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){
5 ]. I1 r3 {% f( ~' U! W* h  [3 hfor(i in 1:length(vec)){
if(vec == "DD"){
6 l& b. b- v; z' jvec <- "joker"
}else if(vec == "C"){
vec <- "ace"
' _2 X8 D  A, r}else if(vec == "7"){
9 ^. T. }, l3 ^. M5 ]vec <- "king"
}else if(vec == "B"){
" F- a0 ^5 Q" `& m2 q% b+ l! jvec <- "queen"
}else if(vec == "BB"){
8 D7 e/ V- T% C' `* Lvec <- "jack"
/ ]" v9 D7 `" F. Q$ P}else if(vec == "BBB"){
vec <- "ten"
}else{
vec <- "nine"
7 z" Q$ U: \; a# m+ E}
/ |# k7 Y) T9 l1 [1 c1 j; f}
vec
3 e' R/ k7 Q& U% O& J3 {}

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
1 F  X7 X4 S% J$ O$ d案例:
程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
for(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
) y- c. g$ j( E" w+ C1 ivec <- -vec
}
) \* ]5 ?# y* @  @& z* H7 c}
/ s: @% r- b- }" l7 k5 j& z! _1 lvec
7 _0 ~' N% d  o}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
5 y# x* P# z& u0 rnegs <- vec < 0
vec[negs] <- vec[negs] * -1
. _% c3 ]* d1 u8 i0 Xvec
; |. B0 j& u% \}

未向量化的程序:
/ v2 e9 D. V/ I1 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
向量化的程序:
. P+ D0 ]; _0 a2 A1 D: R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.
, y: v; \+ N# [; Q在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.

2 ]' k! i, V4 g* A% u
: Y  ?) {* t0 z" K( p