mapply für eine bessere Leistung

Question

I a eine Funktion zu einem Matrix-Eingang angewandt werden soll, würde diese Funktion das erste Element c[a[1]] ändern und die nächsten Elemente b[a[i],a[i+1]] ab i = 1 bis zu i = ncol(a) - 1.

Beispiel Eingabe:

a <- matrix(c(1,4,3,1),nrow=1) 
b <- matrix(1:25,ncol=5,nrow=5) 
c <- matrix(4:8,ncol=5,nrow=1) 

erwartete Ausgabe:

>a 
4 16 14 3 

#c[a[1]] gave us the first element: 4 
#b[a[1],a[2]] gave us the second element: 16 
#b[a[2],a[3]] gave us the third element: 14 
#b[a[3],a[4]] gave us the fourth element: 3 

Ich habe mapply() bisher ohne Erfolg zu nutzen versucht. Die Idee ist, Schlaufen zu vermeiden, da diese Dinge zu großer Leistungsabnahme in R führen können

Answer 1

Schritt 1: einzigen Index unter Verwendung für die Matrix

In R Matrixelementen gespeichert ist, in Spaltenhauptordnung in eine Vektor Adressieren , so ist A[i, j] das gleiche wie A[(j-1)*nrow(A) + i]. Betrachten wir ein Beispiel von Zufalls 3-mal-3-Matrix:

set.seed(1); A <- round(matrix(runif(9), 3, 3), 2) 

> A 
    [,1] [,2] [,3] 
[1,] 0.27 0.91 0.94 
[2,] 0.37 0.20 0.66 
[3,] 0.57 0.90 0.63 

Nun Diese Matrix besteht aus 3 Reihen (nrow(A) = 3). Vergleichen:

A[2,3] # 0.66 
A[(3-1) * 3 + 2] # 0.66 

Schritt 2: Vektorisierung

Sie mehrere Elemente einer Matrix zu einer Zeit ansprechen kann. Sie können dies jedoch nur mit dem Einzelindexmodus (nicht zu genau hier, siehe @ alexis_laz's Bemerkung später). Zum Beispiel, wenn Sie A[1,2] und A[3,1], zu extrahieren, aber wenn Sie das tun:

A[c(1,3), c(2,1)] 
#  [,1] [,2] 
# [1,] 0.91 0.27 
# [2,] 0.90 0.57 

Sie erhalten tatsächlich einen Block. Nun, wenn Sie einzelne Indizierung verwenden, erhalten Sie, was Sie brauchen:

A[3 * (c(2,1) - 1) + c(1,3)] 
# [1] 0.91 0.57 

Schritt 3: getting einzigen Index für Ihr Problem

Angenommen n <- length(a) und Sie möchten die Elemente von b Adresse:

a[1] a[2] 
a[2] a[3] 
.  . 
.  . 
a[n-1] a[n] 

können Sie einzelnen Index nrow(b) * (a[2:n] - 1) + a[1:(n-1)] verwenden.

Schritt 4: Komplettlösung

Da Sie nur einzelne Zeile für a und c haben, können Sie sie als Vektoren anstatt Matrizen gespeichert werden sollte.

a <- c(1,4,3,1) 
c <- 4:8 

Wenn Sie eine Matrix gegeben wurden und haben keine andere Wahl (wie sie sind zur Zeit sind in Ihrer Frage), können Sie sie in Vektoren durch konvertieren:

a <- as.numeric(a) 
c <- as.numeric(c) 

Nun, wie diskutiert, haben wir Index für die Adresse b Matrix:

n <- length(a) 
b_ind <- nrow(b) * (a[2:n] - 1) + a[1:(n-1)] 

Sie auch a[1] Element c als erstes Element des Endergebnisses adressieren, also müssen wir concatena te: c[a[1]] und b[b_ind] von:

a <- c(c[a[1]], b[b_ind]) 
# > a 
# [1] 4 16 14 3 

Dieser Ansatz ist vollständig vektorisiert, sogar besser als *apply Familie.

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alexis_laz Bemerkung

alexis_laz erinnert mich, dass wir "Matrix-Index" als auch, also verwenden können, können wir auch Matrix b über Adresse:

b[cbind(a[1:(n-1)],a[2:n])] ## or b[cbind(a[-n], a[-1])] 

Aber ich denke, die Verwendung einzelner Index ist etwas schneller, weil wir den Index Matrix für Zeile zugreifen müssen, um b zu adressieren, so zahlen wir höhere Speicher Latenz als mit Vektor-Index.