《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. I8 e/ |5 O. T2 z# V1 N2 v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.
' B* q1 U/ s( f1 n4 @/ N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.
6 u5 f/ p9 ?( F+ c4 b  T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)
; p. E# K* V9 D/ b% C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))
" @  t, L. r9 D6 y2 m8 B/ A- p4 J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.
  + Z& T$ T4 L. i$ O1 {

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"){
0 W- E2 K5 X2 M; M$ Yvec <- "joker"
* V+ R' b: e! j0 Q5 B}else if(vec == "C"){
4 e6 L/ d5 o' I2 |/ Svec <- "ace"
}else if(vec == "7"){
vec <- "king"
}else if(vec == "B"){
vec <- "queen"
: x7 k# X6 W# j1 I5 R}else if(vec == "BB"){
, O5 L3 p7 W) wvec <- "jack"
}else if(vec == "BBB"){
2 |) q3 G; {: T3 fvec <- "ten"
}else{
vec <- "nine"
}
}
" g# ]+ ^! P9 g/ o, V9 cvec
% E! D6 |+ E" F9 }/ V+ T}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
. L8 ^/ `: \/ {- nprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
* x2 h6 I# D7 Z( |5 wunname(prob[vec])
}

* w3 q( e! A% t5 `5 c: S! x0 ~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
( p. s% V; Y6 r  `案例:
0 b' A" p2 b9 M% I( _# ]程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
4 J4 `* ^5 s' G! Q( `6 kfor(i in 1:length(vec)){
! j7 P2 l+ T" L3 o4 c) s$ xif(vec < 0){
3 m+ `' C" n5 Y2 }& Z0 cvec <- -vec
}
}
" p. i* _! S8 U2 mvec
}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
* @6 H( X* E' \4 o3 }negs <- vec < 0
vec[negs] <- vec[negs] * -1
vec
, K; F" D7 x7 q& P}

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:
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
  & D+ q( R, s2 F; u7 \

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.
' u4 P1 S6 ~: k4 m在 for 循环之中, 对于对一个向量中的元素进行相应的操作.