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您好,我正在尝试操作一个数字列表,我想在没有 for 循环的情况下使用 R 中的快速 native 操作来这样做。操作的伪代码是:
By default the starting total is 100 (for every block within zeros)
From the first zero to next zero, the moment the cumulative total falls by more than 2% replace all subsequent numbers with zero.
Do this far all blocks of numbers within zeros
The cumulative sums resets to 100 every time
例如,如果以下是我的数据:
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
目前我有一个带有 for 循环的实现,但由于我的向量非常长,性能很差。
提前致谢。
这是一个运行示例代码:
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)
最佳答案
我不确定如何将您的循环转换为矢量化操作。但是,有两个相当简单的选项可以提高性能。第一种是简单地将循环放入 R
函数中,并使用 compiler
包对其进行预编译。第二个稍微复杂一些的选项是将 R
循环转换为 c++
循环,并使用 Rcpp
包将其链接到 R
函数。然后调用 R
函数,将其传递给快速的 c++
代码。我展示了这些选项和时间。我非常感谢来自 Rcpp listserv 的 Alexandre Bujard 的帮助,他帮助我解决了一个我不明白的指针问题。
首先,这是作为函数的 R
循环,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
包并编译函数并将其命名为foo.rcomp
。
## load compiler package and compile your R loop
require(compiler)
foo.rcomp <- cmpfun(foo.r)
这就是编译路线所需的全部内容。这都是 R
并且显然非常简单。现在对于 c++
方法,我们使用 Rcpp
包以及 inline
包,它允许我们“内联” c++
代码。也就是说,我们不必制作源文件并编译它,我们只需将它包含在 R
代码中,编译就会为我们处理。
## 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是否得到了预期的结果:
## 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,通过重复 10e4 次来创建一个更大版本的 d
。然后我们可以运行三个不同的函数,纯 R
代码,编译后的 R
代码,以及链接到 c++
的 R
函数> 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))
在我的系统上,给出:
> 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
已编译的 R
代码在 250 万向量上运行时所用时间约为未编译 R
代码的 1/6,仅需 2 秒。 c++
代码比编译后的 R
代码快几个数量级,只需 0.02 秒即可完成。除了初始设置之外,基本循环的语法在 R
和 c++
中几乎相同,因此您甚至不会失去清晰度。我怀疑即使您的部分或全部循环可以在 R
中进行矢量化,您也很难超越链接到 c++ 的
。最后,只是为了证明:R
函数的性能
> 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。
关于R - 矢量化条件替换,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/11377677/
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