的R - 向量化条件取代(R - vectorised conditional replace)

2019-07-30 07:17发布

你好我试图操纵数字的列表,我想for循环这样做没有,使用快速本地操作R的伪代码操作是:

默认情况下,起始总为100(对于零内的每个块)

从最初的零到下一个零,当下的累计跌幅超过2%与零替换所有后续的数字。

做到这一点远远零中的所有数字块

累计总和重置为每次100

例如,如果下面是我的数据:

d <- c(0,0,0,1,3,4,5,-1,2,3,-5,8,0,0,-2,-3,3,5,0,0,0,-1,-1,-1,-1);

结果将是:

0 0 0 1 3 4 5 -1 2 3 -5 0 0 0 -2 -3 0 0 0 0 0 -1 -1 -1 0

目前,我有一个for循环的实现,但因为我的矢量是很长的,性能是可怕的。

提前致谢。

这里是一个正在运行的代码示例:

d <- c(0,0,0,1,3,4,5,-1,2,3,-5,8,0,0,-2,-3,3,5,0,0,0,-1,-1,-1,-1);
ans <- d;
running_total <- 100;
count <- 1;
max <- 100;
toggle <- FALSE;
processing <- FALSE;

for(i in d){
  if( i != 0 ){  
       processing <- TRUE; 
       if(toggle == TRUE){
          ans[count] = 0;  
       }
       else{
         running_total = running_total + i;

          if( running_total > max ){ max = running_total;}
          else if ( 0.98*max > running_total){
              toggle <- TRUE;  
          }
      }
   }

   if( i == 0 && processing == TRUE )
   { 
       running_total = 100; 
       max = 100;
       toggle <- FALSE;
   }
   count <- count + 1;
}
cat(ans)

Answer 1:

我不知道如何将循环转化为矢量操作。 然而,也有大的性能提升两个相当容易的选择。 第一个是简单地把你圈成R功能,并使用compiler包进行预编译它。 第二个稍微复杂一些的选择是你的翻译R环路成c++回路,并使用Rcpp包将它链接到R功能。 然后调用一个R它传递给功能c++代码,其是快速。 我同时显示这些选项和时间。 我想非常感谢亚历山大Bujard从RCPP群发,谁与指针的问题我不明白帮助我的帮助。

首先,这里是你的R环路的功能, foo.r

## Your R loop as a function
foo.r <- function(d) {
  ans <- d
  running_total <- 100
  count <- 1
  max <- 100
  toggle <- FALSE
  processing <- FALSE

  for(i in d){
    if(i != 0 ){
      processing <- TRUE
      if(toggle == TRUE){
        ans[count] <- 0
      } else {
        running_total = running_total + i;
        if (running_total > max) {
          max <- running_total
        } else if (0.98*max > running_total) {
          toggle <- TRUE
        }
      }
    }
    if(i == 0 && processing == TRUE) {
      running_total <- 100
      max <- 100
      toggle <- FALSE
    }
    count <- count + 1
  }
  return(ans)
}

现在,我们可以加载compiler包和编译功能,并调用它foo.rcomp

## load compiler package and compile your R loop
require(compiler)
foo.rcomp <- cmpfun(foo.r)

这是所有需要的编译路径。 这是所有R显然很容易。 现在的c++方法,我们使用Rcpp包还有inline包,它可以让我们“内联”的c++代码。 也就是说,我们不必做一个源文件和编译它,我们只是将其包含在R代码和汇编为我们处理。

## load Rcpp package and inline for ease of linking
require(Rcpp)
require(inline)

## Rcpp version
src <- '
  const NumericVector xx(x);
  int n = xx.size();
  NumericVector res = clone(xx);
  int toggle = 0;
  int processing = 0;
  int tot = 100;
  int max = 100;

  typedef NumericVector::iterator vec_iterator;
  vec_iterator ixx = xx.begin();
  vec_iterator ires = res.begin();
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    if (ixx[i] != 0) {
      processing = 1;
      if (toggle == 1) {
        ires[i] = 0;
      } else {
        tot += ixx[i];
        if (tot > max) {
          max = tot;
        } else if (.98 * max > tot) {
            toggle = 1;
          }
      }
    }

   if (ixx[i] == 0 && processing == 1) {
     tot = 100;
     max = 100;
     toggle = 0;
   }
  }
  return res;
'

foo.rcpp <- cxxfunction(signature(x = "numeric"), src, plugin = "Rcpp")

现在我们可以测试我们得到预期的结果:

## demonstrate equivalence
d <- c(0,0,0,1,3,4,5,-1,2,3,-5,8,0,0,-2,-3,3,5,0,0,0,-1,-1,-1,-1)
all.equal(foo.r(d), foo.rcpp(d))

最后,创建一个更大的版本d重复它10E4倍。 然后,我们可以运行三个不同的函数,纯R代码,编译R代码,和R功能链接到c++代码。

## make larger vector to test performance
dbig <- rep(d, 10^5)

system.time(res.r <- foo.r(dbig))
system.time(res.rcomp <- foo.rcomp(dbig))
system.time(res.rcpp <- foo.rcpp(dbig))

这在我的系统上,给出了:

> system.time(res.r <- foo.r(dbig))
   user  system elapsed 
  12.55    0.02   12.61 
> system.time(res.rcomp <- foo.rcomp(dbig))
   user  system elapsed 
   2.17    0.01    2.19 
> system.time(res.rcpp <- foo.rcpp(dbig))
   user  system elapsed 
   0.01    0.00    0.02 

编译后的R代码需要大约1/6的时间的未编译R代码只服用2秒上的250万的矢量操作。 在c++代码是快几个数量级甚至然后编译R仅需0.02秒完成代码。 除了初始设置,对于基本循环的语法是几乎相同的Rc++这样你就不会甚至失去清晰度。 我怀疑,即使部分或全部的循环可能会在被矢量R你会疼压制击败的性能R挂钩函数c++ 。 最后,只是为了证明:

> all.equal(res.r, res.rcomp)
[1] TRUE
> all.equal(res.r, res.rcpp)
[1] TRUE

不同的函数返回相同的结果。



文章来源: R - vectorised conditional replace