读取模板文件并在一些修改后将其写入磁盘

Question

我需要读取模板文件 test.txt ，修改内容，然后将修改后的副本写入磁盘，名称为 foo`i`.in ( i 是迭代数)。由于我需要多次执行此操作(一百万次并不少见)，因此首选有效的解决方案。模板文件是这样的:

1 
bar.out 
       70.000000000000000 
        2.000000000000000 
       14.850000000000000 
     8000.000000000000000 
      120.000000000000000 
       60.000000000000000 
        0.197500000000000 
        0.197500000000000 
        2.310000000000000 
        0.200000000000000 
        0.000000000000000 
        1.000000000000000 
        0.001187700000000 
       22.000000000000000 
        1.400000000000000 
        1.000000000000000 
        0.010000000000000 
100 
        0.058600000000000 
       -0.217000000000000 
        0.078500000000000 
       -0.110100000000000 
30 
      500.000000000000000 
T 

我不需要修改所有行，只需要修改其中的一些行。具体我需要修改 bar.out至 bar`i`.out哪里 i是迭代索引。我还需要使用以下值修改一些数字行:

parameters <- data.frame(index = c(1:10, 13:16, 21:22), variable = c("P1", 
                      "P2", "T1", "s", "D", "L", "C1", "C2", "VA", 
                      "pw", "m", "mw", "Cp", "Z", "ff_N", "ff_M"),
                      value = c(65, 4, 16.85, 7900, 110, 60, 0.1975, .1875, 2.31,
                                 0.2, 0.0011877, 22.0, 1.4, 1.0, 0.0785, -0.1101))

所有其他行必须保持不变，包括最后一行 T .因此，假设我处于第一次迭代， 预期输出 是一个名为 foo1.in 的文本文件具有内容(确切的数字格式并不重要，只要 parameters$value 中的所有有效数字都包含在 foo1.in 中):

1 
bar1.out 
       65.000000000000000 
        4.000000000000000
       16.850000000000000 
     7900.000000000000000 
      110.000000000000000 
       60.000000000000000 
        0.197500000000000 
        0.187500000000000 
        2.310000000000000 
        0.200000000000000 
        0.000000000000000 
        1.000000000000000 
        0.001187700000000 
       22.000000000000000 
        1.400000000000000 
        1.000000000000000 
        0.010000000000000 
100 
        0.058600000000000 
       -0.217000000000000 
        0.078500000000000 
       -0.110100000000000 
30 
      500.000000000000000 
T 

修改 foo.in和 bar.out很简单:

template  <- "test.txt"
infile    <- "foo.in"
string1 <- "bar.out"
iteration <- 1

# build string1
elements <- strsplit(string1, "\\.")[[1]]
elements[1] <- paste0(elements[1], iteration)
string1 <- paste(elements, collapse = ".")

# build infile name
elements <- strsplit(infile, "\\.")[[1]]
elements[1] <- paste0(elements[1], iteration)
infile<- paste(elements, collapse = ".")

现在，我想阅读模板文件并只修改预期的行。我面临的第一个问题是 read.table只输出一个数据帧。由于我的模板文件在同一列中包含数字和字符串，如果我用 read.table 读取所有文件我会获得一个字符列(我猜)。我通过只读取我感兴趣的数值来规避这个问题:

    # read template file   
    temp <- read.table(template, stringsAsFactors = FALSE, skip = 2, nrows = 23)$V1
    lines_to_read <- temp[length(temp)]

    # modify numerical parameter values
    temp[parameters$index] <- parameters$value

不过现在不知道怎么写 foo1.in .如果我使用 write.table ，我只能将矩阵或数据帧写入磁盘，因此我无法在同一列中写入包含数字和字符串的文件。我该如何解决这个问题？

编辑我提供了一些关于这个问题的背景知识，以解释为什么我需要多次编写这个文件。因此，我们的想法是对计算机代码(可执行文件)的校准参数执行贝叶斯推理。基本思想很简单:您有一个黑盒(商业)计算机代码，它模拟物理问题，例如 FEM 代码。让我们将此代码称为 Joe。给定一个输入文件，Joe 输出对物理系统响应的预测。现在，我还对该系统的响应进行了实际的实验测量。我想找到 Joe 的输入值，以使 Joe 的输出与实际测量值之间的差异最小化(实际上情况完全不同，但这只是提供一个想法)。在实践中，这意味着我需要用不同的输入文件多次运行 Joe，并迭代地找到减少 Joe 预测和实验结果之间“差异”的输入值。简而言之:

我需要生成许多输入(文本)文件

我事先不知道输入文件的内容。在优化过程中以迭代方式修改数值参数。

我还需要为每个输入读取 Joe 的输出。这实际上是另一个问题，我可能会在这一点上写一个具体的问题。

因此，虽然 Joe 是一个商业代码，我只有可执行文件(没有源代码)，但贝叶斯推理是在 R 中执行的，因为 R(以及重要的 Python)有出色的工具来执行此类研究。

Answer 1

这可能是使用模板语言最容易解决的，例如 Mustache ，它在 whisker 中的 R 中实现包裹。

下面是一个示例，说明如何在您的情况下完成此操作。例如，我只实现了前三个变量和 bar1.out .实现其余变量应该很简单。

library(whisker)


# You could also read the template in using readLines
# template <- readLines("template.txt")
# but to keep example selfsufficient, I included it in the code
template <- "1 
bar{{run}}.out 
      {{P1}}
      {{P2}}
      {{T1}}
     8000.000000000000000 
      120.000000000000000 
       60.000000000000000 
        0.197500000000000 
        0.197500000000000 
        2.310000000000000 
        0.200000000000000 
        0.000000000000000 
        1.000000000000000 
        0.001187700000000 
       22.000000000000000 
        1.400000000000000 
        1.000000000000000 
        0.010000000000000 
100 
        0.058600000000000 
       -0.217000000000000 
        0.078500000000000 
       -0.110100000000000 
30 
      500.000000000000000 
T"


# Store parameters in a list
parameters <- list(
  run = 1, 
  P1 = 65,
  P2 = 4,
  T1 = 16.85)

for (i in seq_len(10)) {
  # New set of parameters
  parameters$run <- i
  parameters$P1  <- sample(1:100, 1)

  # Generate new script by rendering the template using paramers
  current_script <- whisker.render(template, parameters)
  writeLines(current_script, paste0("foo", i, ".in"))

  # Run script
  # system(...)
}

mustache 的作用(在这种情况下；更复杂的模板是可能的；例如条件元素)是替换所有 {{<variable>}}与 parameters 中的相应值列表。