r - 理解 R 中不同类型的循环(for、repeated、while)

Question

我想通过求向量 x 的平均值来理解 R 中的循环 <- 1:10

有 3 种不同类型的循环，我有解决此问题的代码，但我需要对每种循环进行分割才能了解每一行的作用。

第一个是 for 循环。

x <- 1:10
total <- length(x)
x_sum <- 0
for (i in seq_along(x)) {
  x_sum <- x_sum + x[i]
}
x_sum / total
## [1] 5.5

我不明白为什么x_sum <- 0在最初的部分，为什么 x_sum <- x_sum + x[i] 。 i 是 1,2,...,10 的序列吗？

第二个是重复循环。

x <- 1:10
total <- length(x)
x_sum <- 0
i <- 1
repeat {
  x_sum <- x_sum + x[i]
  if (i == total) break
  i <- i + 1
}
x_sum / total
## [1] 5.5

我也不太明白这个问题，如果能逐行进行彻底的解释就太好了。变量 i 真的让我很失望。

Answer 1

x_sum初始化

x_sum 最初设置为 0，因为后面的语句

x_sum <- x_sum + x[i]

仅在定义了右侧的所有变量时才起作用。如果未定义 x_sum，则该语句在第一次调用时会发出错误。第一次执行循环时，会将 x_sum 设置为 x_sum+x[1]，但 x_sum 为 0，因此 x_sum > 将设置为 x[1] 的值，即 1。在后续迭代中，将使用 x_sum 的先前值。

i 迭代

for(i in v) { ...body... } 形式的 for 循环对向量的每个元素运行一次主体 v。在本例中，向量是 seq_along(x) ，我们可以像这样显式显示其值:

> x <- 1:10
> seq_long(x)
[1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

因此第一次循环运行时 i 设置为 1，第二次运行时设置为 2，依此类推。上次运行循环时，i 设置为 10。

检测代码

我们可以通过添加cat语句来了解发生了什么。我们将在 for 语句中显示它:

x <- 1:10
total <- length(x)
x_sum <- 0
for (i in seq_along(x)) {
  cat("A: i:", i, "x[i]:", x[i], "x_sum:", x_sum, "\n")  # <----------
  x_sum <- x_sum + x[i]
  cat("B: i:", i, "x[i]:", x[i], "x_sum:", x_sum, "\n\n")  # <----------
}
x_sum / total
## [1] 5.5

运行上面的代码我们得到这个输出。每次迭代都以 A 开始并以 B 结束，因此在第一次迭代中，i 为 1，x[i] 为 1，x_sum 为 0， x_sum 从 A 行的 0 增加到 B 行的 1。在第二次迭代中，i 为 2，x[i] 为 2，x_sum 从 1 增加到 3，依此类推。 (下文继续。)

A: i: 1 x[i]: 1 x_sum: 0 
B: i: 1 x[i]: 1 x_sum: 1 

A: i: 2 x[i]: 2 x_sum: 1 
B: i: 2 x[i]: 2 x_sum: 3 

A: i: 3 x[i]: 3 x_sum: 3 
B: i: 3 x[i]: 3 x_sum: 6 

A: i: 4 x[i]: 4 x_sum: 6 
B: i: 4 x[i]: 4 x_sum: 10 

A: i: 5 x[i]: 5 x_sum: 10 
B: i: 5 x[i]: 5 x_sum: 15 

A: i: 6 x[i]: 6 x_sum: 15 
B: i: 6 x[i]: 6 x_sum: 21 

A: i: 7 x[i]: 7 x_sum: 21 
B: i: 7 x[i]: 7 x_sum: 28 

A: i: 8 x[i]: 8 x_sum: 28 
B: i: 8 x[i]: 8 x_sum: 36 

A: i: 9 x[i]: 9 x_sum: 36 
B: i: 9 x[i]: 9 x_sum: 45 

A: i: 10 x[i]: 10 x_sum: 45 
B: i: 10 x[i]: 10 x_sum: 55 

> x_sum / total
[1] 5.5
> ## [1] 5.5

尝试以相同的方式检测repeat循环。

展开循环

事实上初始化和for循环相当于运行这个:

x_sum <- 0
x_sum <- x_sum + x[1]
x_sum <- x_sum + x[2]
x_sum <- x_sum + x[3]
x_sum <- x_sum + x[4]
x_sum <- x_sum + x[5]
x_sum <- x_sum + x[6]
x_sum <- x_sum + x[7]
x_sum <- x_sum + x[8]
x_sum <- x_sum + x[9]
x_sum <- x_sum + x[10]