R:Оптимизация/Предварительное выделение памяти — различия между версиями
м (Артём Клевцов переименовал страницу R:Оптимизация/Циклы в R:Оптимизация/Предварительное выделение памяти без оставления перенаправ…) |
м (Загрузка 2820-prealloc.wiki) |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| + | <!-- R:Оптимизация/Предварительное выделение памяти --> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
{{CC-BY-4.0|author=автором Артём Клевцов}} | {{CC-BY-4.0|author=автором Артём Клевцов}} | ||
| Строка 7: | Строка 11: | ||
Обратите внимание, что переменные, участвующие в цикле, должны быть объявлены до того, как будут использоваться. | Обратите внимание, что переменные, участвующие в цикле, должны быть объявлены до того, как будут использоваться. | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki | + | {{r-code|code=<nowiki>noaaloc <- function(n) { |
| − | + | x <- NULL # объявляем пустую переменную | |
| − | + | for (i in seq_len(n)) | |
| − | + | x[i] <- i * i | |
| − | + | x | |
| − | + | } | |
| − | + | ||
| − | + | alloc <- function(n) { | |
| − | + | x <- integer(n) # объявляем переменную нужного типа и размера | |
| − | + | for (i in seq_len(n)) | |
| − | + | x[i] <- i * i | |
| − | + | x | |
| − | + | } | |
| − | > microbenchmark(noaaloc(10^4), alloc(10^4)) | + | </nowiki>}} |
| − | Unit: milliseconds | + | |
| − | expr min lq median uq | + | Теперь срвним время выполнения объявленных функций: |
| − | noaaloc(10^4) | + | |
| − | alloc(10^4) 5. | + | {{r-code|code=<nowiki>microbenchmark(noaaloc(10^4), alloc(10^4)) |
| + | #> Unit: milliseconds | ||
| + | #> expr min lq median uq max neval | ||
| + | #> noaaloc(10^4) 38.545 39.596 39.977 40.595 78.476 100 | ||
| + | #> alloc(10^4) 5.546 5.843 6.112 6.443 7.593 100 | ||
| + | </nowiki>}} | ||
== Создание пустых объектов в R == | == Создание пустых объектов в R == | ||
| Строка 49: | Строка 58: | ||
Создание любого типа вектора можно также осуществить с помощью функции <code>vector()</code>. Данная функция принимает два аргумента: <code>mode</code>, указывающая тип данных и <code>length</code>, указывающая длину вектора. Например, создание вектора целых чисел, длиной 100 можно создать с помощью следующих команд: | Создание любого типа вектора можно также осуществить с помощью функции <code>vector()</code>. Данная функция принимает два аргумента: <code>mode</code>, указывающая тип данных и <code>length</code>, указывающая длину вектора. Например, создание вектора целых чисел, длиной 100 можно создать с помощью следующих команд: | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki | + | {{r-code|code=<nowiki>x <- integer(100) |
| − | + | x <- vector("integer", 100) | |
| + | </nowiki>}} | ||
=== Списки === | === Списки === | ||
| Строка 56: | Строка 66: | ||
Списки можно создавать с помощью уже рассмотренной ранее функции <code>vector()</code>: | Списки можно создавать с помощью уже рассмотренной ранее функции <code>vector()</code>: | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki>l <- vector("list", 10)</nowiki>}} | + | {{r-code|code=<nowiki>l <- vector("list", 10) |
| + | </nowiki>}} | ||
=== Матрицы === | === Матрицы === | ||
| Строка 62: | Строка 73: | ||
Матрицы создаются с помощью соответствующей функции <code>matrix()</code>. Для создания матрицы необходимой размера, нам нужно указать количество строк и столбцов. Пример создания матрицы: | Матрицы создаются с помощью соответствующей функции <code>matrix()</code>. Для создания матрицы необходимой размера, нам нужно указать количество строк и столбцов. Пример создания матрицы: | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki | + | {{r-code|code=<nowiki>m <- matrix(NA, nrow = 100, ncol = 10) |
| + | </nowiki>}} | ||
Поскольку матрица является также массивом, то матрицу можно также создать с помощью функции <code>array()</code>. Например: | Поскольку матрица является также массивом, то матрицу можно также создать с помощью функции <code>array()</code>. Например: | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki | + | {{r-code|code=<nowiki>m <- array(NA, dim = c(100, 10)) |
| + | </nowiki>}} | ||
Переменные, полученные с помощью функций <code>matrix()</code> и <code>array()</code> будут идентичными. Убедиться в этом можно с помощью функции <code>identical()</code>: | Переменные, полученные с помощью функций <code>matrix()</code> и <code>array()</code> будут идентичными. Убедиться в этом можно с помощью функции <code>identical()</code>: | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki | + | {{r-code|code=<nowiki>identical(matrix(NA, nrow = 100, ncol = 10), |
| − | + | array(NA, dim = c(100, 10))) | |
| − | [1] TRUE</nowiki>}} | + | #> [1] TRUE |
| + | </nowiki>}} | ||
Матрицы и массивы можно также получить путём преобразования векторов или списков. Для этого необходимо изменить атрибут объекта, в котом хранится информация о размерности объекта. Получиться информацию о размерности объекта можно с помощью функции <code>dim()</code>. Данная функция также позволяет изменять размерность объекта. Приведём примеры: | Матрицы и массивы можно также получить путём преобразования векторов или списков. Для этого необходимо изменить атрибут объекта, в котом хранится информация о размерности объекта. Получиться информацию о размерности объекта можно с помощью функции <code>dim()</code>. Данная функция также позволяет изменять размерность объекта. Приведём примеры: | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki | + | {{r-code|code=<nowiki>m <- array(NA, dim = c(3, 2)) # создаём двухмерный массив с 3 строками и 2 столбцами |
| − | + | m | |
| − | [,1] [,2] | + | #> [,1] [,2] |
| − | [1,] NA NA | + | #> [1,] NA NA |
| − | [2,] NA NA | + | #> [2,] NA NA |
| − | [3,] NA NA | + | #> [3,] NA NA |
| − | + | dim(m) | |
| − | [1] 3 2 | + | #> [1] 3 2 |
| − | + | dim(m) <- c(2, 3) # изменяем количество строк и столбцов | |
| − | + | m | |
| − | [,1] [,2] [,3] | + | #> [,1] [,2] [,3] |
| − | [1,] NA NA NA | + | #> [1,] NA NA NA |
| − | [2,] NA NA NA | + | #> [2,] NA NA NA |
| − | + | dim(m) | |
| − | [1] 2 3</nowiki>}} | + | #> [1] 2 3 |
| + | </nowiki>}} | ||
Теперь мы может преобразовать вектор в матрицы путём присвоения вектору нужной нам размерности: | Теперь мы может преобразовать вектор в матрицы путём присвоения вектору нужной нам размерности: | ||
{{r-code|code=<nowiki>m <- rep(NA, 1000) | {{r-code|code=<nowiki>m <- rep(NA, 1000) | ||
| − | dim(m) <- c(100, 10)</nowiki>}} | + | dim(m) <- c(100, 10) |
| + | </nowiki>}} | ||
Обратим внимание на то, что количество элементов в векторе и массиве должно быть одинаковым, в противном случае R выдаст ошибку. Результат данного преобразования будут также идентичен предыдущим примерам: | Обратим внимание на то, что количество элементов в векторе и массиве должно быть одинаковым, в противном случае R выдаст ошибку. Результат данного преобразования будут также идентичен предыдущим примерам: | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki | + | {{r-code|code=<nowiki>m1 <- matrix(NA, nrow = 100, ncol = 10) |
| − | + | m2 <- rep(NA, 1000) | |
| − | + | dim(m2) <- c(100, 10) | |
| − | + | identical(m1, m2) | |
| − | + | #> [1] TRUE | |
| − | + | </nowiki>}} | |
| − | [1] TRUE</nowiki>}} | + | |
=== Таблицы данных === | === Таблицы данных === | ||
| Строка 111: | Строка 126: | ||
Таблицы данных (<code>data.frame</code>) могут могу быть созданы путём объединения векторов, содержащих требуемые типы данных (см. [[{{FULLPAGENAME}}#Векторы| выше о создании векторов]]): | Таблицы данных (<code>data.frame</code>) могут могу быть созданы путём объединения векторов, содержащих требуемые типы данных (см. [[{{FULLPAGENAME}}#Векторы| выше о создании векторов]]): | ||
| − | {{r-code|code=<nowiki> | + | {{r-code|code=<nowiki>d <- data.frame(A = integer(100), |
| − | + | B = character(100), | |
| − | + | C = double(100), | |
| − | + | D = double(100), | |
| − | + | E = integer(100), | |
| − | + | stringsAsFactors = FALSE) | |
| + | </nowiki>}} | ||
== Примечания == | == Примечания == | ||
Текущая версия на 17:45, 28 мая 2014
| |
Материал «R:Оптимизация/Предварительное выделение памяти», созданный автором Артём Клевцов, публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная. | |
|
| Перед использованием функций из пакетов их необходимо предварительно установить и загрузить: КодR <syntaxhighlight lang="r">> install.packages(pkgs = "pkgname") > library(package = "pkgname")</syntaxhighlight> |
Частой задачей, решаемой с помощью циклов, является выполнение расчётов и занесение результатов в переменную. Таким образом, результирующая переменная будет заполняться данными по мере работы цикла. Предварительное выделение памяти (preallocate) позволяет ускорить работу циклов, работающих с постепенной заполняемыми данными. Суть данного метода заключается в том, чтобы заранее выделить место в оперативной памяти, в которую будут записываться данные во время работы цикла. Выделение памяти осуществляется путём указания типа и размера переменной. Если этого не сделать, то при каждой новой итерации необходимо выделять новое место в памяти и производить туда запись.
Обратите внимание, что переменные, участвующие в цикле, должны быть объявлены до того, как будут использоваться.
<syntaxhighlight lang="r">noaaloc <- function(n) { x <- NULL # объявляем пустую переменную for (i in seq_len(n)) x[i] <- i * i x } alloc <- function(n) { x <- integer(n) # объявляем переменную нужного типа и размера for (i in seq_len(n)) x[i] <- i * i x } </syntaxhighlight>
Теперь срвним время выполнения объявленных функций:
<syntaxhighlight lang="r">microbenchmark(noaaloc(10^4), alloc(10^4)) #> Unit: milliseconds #> expr min lq median uq max neval #> noaaloc(10^4) 38.545 39.596 39.977 40.595 78.476 100 #> alloc(10^4) 5.546 5.843 6.112 6.443 7.593 100 </syntaxhighlight>
Содержание
Создание пустых объектов в R
Векторы
integer(n) |
создаёт объект типа integer (число с фиксированной запятой) длинной n.
|
numeric(n) |
создаёт объект типа double (число с плавающей запятой) длинной n[1].
|
double(n) |
создаёт объект типа double (число с плавающей запятой) длинной n (число двойной точности).
|
single(n) |
создаёт объект типа double (число с плавающей запятой) длинной n (число одинарной точности).
|
complex(n) |
создаёт объект типа complex (комплексный тип данных) длинной n.
|
character(n) |
создаёт объект типа character (строковый тип данных) длинной n.
|
logical(n) |
создаёт объект типа logical (логический тип данных) длинной n.
|
Создание любого типа вектора можно также осуществить с помощью функции vector(). Данная функция принимает два аргумента: mode, указывающая тип данных и length, указывающая длину вектора. Например, создание вектора целых чисел, длиной 100 можно создать с помощью следующих команд:
<syntaxhighlight lang="r">x <- integer(100) x <- vector("integer", 100) </syntaxhighlight>
Списки
Списки можно создавать с помощью уже рассмотренной ранее функции vector():
<syntaxhighlight lang="r">l <- vector("list", 10) </syntaxhighlight>
Матрицы
Матрицы создаются с помощью соответствующей функции matrix(). Для создания матрицы необходимой размера, нам нужно указать количество строк и столбцов. Пример создания матрицы:
<syntaxhighlight lang="r">m <- matrix(NA, nrow = 100, ncol = 10) </syntaxhighlight>
Поскольку матрица является также массивом, то матрицу можно также создать с помощью функции array(). Например:
<syntaxhighlight lang="r">m <- array(NA, dim = c(100, 10)) </syntaxhighlight>
Переменные, полученные с помощью функций matrix() и array() будут идентичными. Убедиться в этом можно с помощью функции identical():
<syntaxhighlight lang="r">identical(matrix(NA, nrow = 100, ncol = 10), array(NA, dim = c(100, 10))) #> [1] TRUE </syntaxhighlight>
Матрицы и массивы можно также получить путём преобразования векторов или списков. Для этого необходимо изменить атрибут объекта, в котом хранится информация о размерности объекта. Получиться информацию о размерности объекта можно с помощью функции dim(). Данная функция также позволяет изменять размерность объекта. Приведём примеры:
<syntaxhighlight lang="r">m <- array(NA, dim = c(3, 2)) # создаём двухмерный массив с 3 строками и 2 столбцами m #> [,1] [,2] #> [1,] NA NA #> [2,] NA NA #> [3,] NA NA dim(m) #> [1] 3 2 dim(m) <- c(2, 3) # изменяем количество строк и столбцов m #> [,1] [,2] [,3] #> [1,] NA NA NA #> [2,] NA NA NA dim(m) #> [1] 2 3 </syntaxhighlight>
Теперь мы может преобразовать вектор в матрицы путём присвоения вектору нужной нам размерности:
<syntaxhighlight lang="r">m <- rep(NA, 1000) dim(m) <- c(100, 10) </syntaxhighlight>
Обратим внимание на то, что количество элементов в векторе и массиве должно быть одинаковым, в противном случае R выдаст ошибку. Результат данного преобразования будут также идентичен предыдущим примерам:
<syntaxhighlight lang="r">m1 <- matrix(NA, nrow = 100, ncol = 10) m2 <- rep(NA, 1000) dim(m2) <- c(100, 10) identical(m1, m2) #> [1] TRUE </syntaxhighlight>
Таблицы данных
Таблицы данных (data.frame) могут могу быть созданы путём объединения векторов, содержащих требуемые типы данных (см. выше о создании векторов):
<syntaxhighlight lang="r">d <- data.frame(A = integer(100), B = character(100), C = double(100), D = double(100), E = integer(100), stringsAsFactors = FALSE) </syntaxhighlight>
Примечания
- ↑ Эквивалент функции
double()