julia - 组合不等长的向量

Question

x = [1, 2, 3, 4]
y = [1, 2]

如果我希望能够对两个填入默认值的vector进行操作，有什么策略呢？

例如想要执行以下操作并隐式填充 0 或 missing

x + y        # would like [2, 4, 3, 4] 

理想情况下，我希望以通用方式执行此操作，以便我可以对两者进行任意操作。

Answer 1

不管 Julia 是否有内置的东西来做这件事，请记住 Julia 很快。这意味着您可以编写代码来支持这种需求。

extend!(x, y::Vector, default=0) = extend!(x, length(y), default)
extend!(x, n::Int, default=0) = begin
    while length(x) < n
        push!(x, default)
    end
    x
end

然后当你有你所描述的代码时，你可以对称地扩展 x 和 y:

x = [1, 2, 3, 4]
y = [1, 2]
extend!(x, y)
extend!(y, x)
x + y
==> [2, 4, 3, 4]

请注意，这会改变 y。在许多情况下，所需的长度将来自代码外部，并将应用于 x 和 y。我也可以想象 0 通常是一个糟糕的默认值(即使它完全适合您的加法上下文。

下面的评论提出了一个有值(value)的观点，即您应该考虑使用 append! 而不是循环遍历 push!。事实上，如果您关心非常小的差异，最好像这样测量差异。我继续进行测试:

julia> using BenchmarkTools
julia> extend1(x, n) = begin
       while length(x) < n
           push!(x, 0)
       end
       x
end
julia> @btime begin
       x = rand(10)
       sum(x)
       end
  59.815 ns (1 allocation: 160 bytes)
5.037723569560573

julia> @btime begin
       x = rand(10)
       extend1(x, 1000)
       sum(x)
       end
  7.281 μs (8 allocations: 20.33 KiB)
6.079832879992913
julia> x = rand(10)
julia> @btime begin
       x = rand(10)
       append!(x, zeros(990))
       sum(x)
       end
  1.290 μs (3 allocations: 15.91 KiB)
3.688526541987817
julia> 

在循环中推送原语快得要命，分配一个零向量以便我们可以使用 append! 稍微快一点。

但这里真正的教训是循环版本需要微秒来附加近 1000 个值(多次重新分配数组)。一个接一个地附加 10 个值只需要 150 多纳秒(而且 append! 稍微快一些)。这快得令人眼花缭乱。从字面上看，在 R 或 Python 中什么都不做可能会比这花费更长的时间。

这种差异在某些情况下很重要，但在许多其他情况下是检测不到的。如果重要，请测量。如果没有，请做想到的最简单的事情，因为 Julia 会支持你(性能方面)。

进一步更新

从 Colin 的另一条评论中得到提示，这里是我们使用 append! 但没有分配列表的结果。相反，我们使用一个生成器……也就是说，一种数据结构，当被要求使用一个非常像列表的接口(interface)时，它会发明数据。结果比我上面显示的要好得多。

julia> @btime begin
       x = rand(10)
       append!(x, (0 for i in 1:990))
       sum(x)
       end
  565.814 ns (2 allocations: 8.03 KiB)

请注意 0 for i in 1:990 两边的圆括号。

最后，科林是对的。如果我们可以避免相关的开销，使用 append! 会快得多。令人惊讶的是，基函数 Iterators.repeated(0, 990) 慢得多。

但是，无论如何，所有这些选项都非常快，而且所有这些选项都可能非常快，以至于这些细微差别都无关紧要。

Julia 很有趣!