r - 在 R 中的矩阵中查找模式

Question

例如，我有一个 8 x n 矩阵

set.seed(12345)
m <- matrix(sample(1:50, 800, replace=T), ncol=8)
head(m)

     [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8]
[1,]   37   15   30    3    4   11   35   31
[2,]   44   31   45   30   24   39    1   18
[3,]   39   49    7   36   14   43   26   24
[4,]   45   31   26   33   12   47   37   15
[5,]   23   27   34   29   30   34   17    4
[6,]    9   46   39   34    8   43   42   37

我想在矩阵中找到某种模式，例如我想知道在哪里可以找到 37，下一行是 10 和 29，之后是 42

例如，这发生在上述矩阵的第 57:59 行

m[57:59,]
     [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8]
[1,]  *37   35    1   30   47    9   12   39
[2,]    5   22  *10  *29   13    5   17   36
[3,]   22   43    6    2   27   35  *42   50

一个(可能效率低下的)解决方案是获取包含 37 的所有行

sapply(1:nrow(m), function(x){37 %in% m[x,]})

然后使用几个循环来测试其他条件。

我怎么能写一个有效的函数来做到这一点，它可以推广到任何用户给定的模式(不一定超过 3 行，可能有“漏洞”，每行中有可变数量的值等)？

编辑:回答各种评论

我需要找到 EXACT 模式

同一行中的顺序无关紧要(如果方便的话，可以在每行中对值进行排序)

这些线必须相邻。

我想获得返回的所有模式的(起始)位置(即，如果模式在矩阵中多次出现，我想要多个返回值)。

用户将通过 GUI 输入模式，我还没有决定如何。例如，要搜索上述模式，他可能会写类似

的内容。
37;10,29;42
哪里 ;代表一个新行和 ,分隔同一行上的值。
类似地，我们可以寻找

50,51;;75;80,81

意思是第 n 行 50 和 51，第 n+2 行 75，第 n+3 行 80 和 81

Answer 1

这很容易阅读，希望对你来说足够概括:

has.37 <- rowSums(m == 37) > 0
has.10 <- rowSums(m == 10) > 0
has.29 <- rowSums(m == 29) > 0
has.42 <- rowSums(m == 42) > 0

lag <- function(x, lag) c(tail(x, -lag), c(rep(FALSE, lag)))

which(has.37 & lag(has.10, 1) & lag(has.29, 1) & lag(has.42, 2))
# [1] 57

编辑:这是一个可以使用正滞后和负滞后的概括:

find.combo <- function(m, pattern.df) {

   lag <- function(v, i) {
      if (i == 0) v else
      if (i > 0)  c(tail(v, -i), c(rep(FALSE, i))) else
      c(rep(FALSE, -i), head(v, i))
   }

   find.one <- function(x, i) lag(rowSums(m == x) > 0, i)
   matches  <- mapply(find.one, pattern.df$value, pattern.df$lag)
   which(rowSums(matches) == ncol(matches))

}

在这里测试:

pattern.df <- data.frame(value = c(40, 37, 10, 29, 42),
                         lag   = c(-1,  0,  1,  1,  2))

find.combo(m, pattern.df)
# [1] 57

编辑 2:在 OP 对 GUI 输入进行编辑之后，这是一个将 GUI 输入转换为 pattern.df 的函数。我的 find.combo函数期望:

convert.gui.input <- function(string) {
   rows   <- strsplit(string, ";")[[1]]
   values <- strsplit(rows,   ",")
   data.frame(value = as.numeric(unlist(values)),
              lag = rep(seq_along(values), sapply(values, length)) - 1)
}

在这里测试:

find.combo(m, convert.gui.input("37;10,29;42"))
# [1] 57