《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
6 n4 `' d; u7 v8 I' W- L) |9 M前言

利用 R 的三大法宝:

• 逻辑判断
• 取子集
• 按元素方式执行
  + P$ M( P' X- \: i( U

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.
! t* w% C9 o' t0 X% W6 q4 l8 d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.
  : V1 s+ L4 S1 X8 V4 `6 |

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"){
# H  o, ?/ {4 m  j, U+ o2 Y+ a( Rvec <- "joker"
5 V' o5 k" O4 X* Y" N9 ?4 N3 o; `}else if(vec == "C"){
3 ?3 p" c* G  Xvec <- "ace"
}else if(vec == "7"){
# x2 V, T4 _) H( h* A( nvec <- "king"
}else if(vec == "B"){
vec <- "queen"
# b2 K4 ^8 B9 h. w2 `" p$ F7 x}else if(vec == "BB"){
9 z7 U0 m( `# T5 _. ~9 T2 ~- Kvec <- "jack"
}else if(vec == "BBB"){
vec <- "ten"
}else{
& m4 x: S! J# s5 t" R% Ovec <- "nine"
}
) W$ p! i( k: J# a: g( D4 F( q}
" B6 P& K: S- {8 b/ V6 mvec
1 d+ g1 ?: ]6 t6 N}

程序②——向量化

change_vec <- function(vec){
% P! ]+ B$ O. ?( z: I2 G" n! Gprob <- c("DD" = "joker", "C" = "ace"...)
8 G6 \( y: O6 m% F/ E' gunname(prob[vec])
}

0 G0 c& e8 }0 e/ _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
7 _& o( x) ^# V  |7 |) [+ D+ U案例:
1 u; y- v4 P4 Y5 U: [3 B# R2 X2 H' [程序①——未经向量化

abs_loop <- function(vec){
: t0 [4 h; c1 C( ~- _1 G+ w6 ffor(i in 1:length(vec)){
if(vec < 0){
* {1 ^& K, A; E2 E4 o' ~vec <- -vec
. o( ], [! G$ G  N}
}
vec
+ _. G" e- P2 n& E4 J+ q/ ~  R}

程序②——向量化

abs_set <- function(vec){
negs <- vec < 0
vec[negs] <- vec[negs] * -1
vec
, ^6 ^$ m9 r) c' l9 r6 w}

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:
" ^; K0 Z7 e6 @- F" c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
    |9 _2 r& i% p# L

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.