在 R 中组合表达式

Question

我试图将 R 中的多个表达式组合成一个表达式。 理想情况下，我将能够做这样的事情：

g <- expression(exp(a[1]*x)/(1 + exp(a[1]*x)))
h <- expression(exp(a[2]*x)/(1 + exp(a[2]*x)))
c <- expression(g * h)

其中a是给定的数据向量， x是唯一的未知数（并且在所有表达式中都是相同的未知数）。 c会回来

R> c
expression(exp(a[1]*x)/(1 + exp(a[1]*x)) * exp(a[2]*x)/(1 + exp(a[2]*x)))

现在，当我这样做时，我得到了

R> c
expression(g * h)

我想要一个方程

_{（来源： lehrfeld.me ）}

我可以插入一些向量a以获得x的函数。 我在这里做错了什么？

Answer 1

不要使用表达式，使用函数。 这

据我所知，以下将做你想做的

# a function for a vector `x` and single value `a`
func <- function(x,a) { (exp(1)^(a*x)/(1 + exp(1)^(a*x))) }
# a function for  a vector `x` and vector length 2 for `a`
foo <- function(x, a){func(x,a[1]) * func(x, a[2])}

# call the function to calculate what you want.

foo(x,a)

如果您想要与此相关的expression ，以便您可以绘制方程的文本，则以下内容将起作用

expr <- expression(exp(1)^(a*x)/(1 + exp(1)^(a*x))

g <- do.call(substitute, list(as.list(expr)[[1]], env= list(a=3)))
h<- do.call(substitute, list(as.list(expr)[[1]], env= list(a=2)))
'%c%' <- function(a,b) bquote(.(a) %*% .(b))

fooExpr <- g %c% h

Answer 2

这是一个古老的问题，但令人惊讶的是，没有给出简单的答案。 正如评论中所说，“R 不是符号代数程序”； 然而，R 拥有处理表达式的所有必要手段。 我不知道如何使用expressions （从技术意义上讲，请参阅?expression ），但使用calls非常简单：

g <- quote(exp(a[1]*x)/(1 + exp(a[1]*x)))
h <- quote(exp(a[2]*x)/(1 + exp(a[2]*x)))
substitute(g*h, list(g=g, h=h))
# exp(a[1] * x)/(1 + exp(a[1] * x)) * (exp(a[2] * x)/(1 + exp(a[2] * x)))

可能有更简单的方法来实现您想要的（可能使用函数），但这是合并两个“调用”（即 R 向导定义的“口语”意义上的表达式）的最简单方法。

Answer 3

您可能想要一个函数而不是我认为的表达式：

newfunc <- function(x) {
  (exp(1)^(2*x)/(1 + exp(1)^(2*x))) *
  (exp(1)^(3*x)/(1 + exp(1)^(3*x)))
}

a <- 1:10

newfunc(a)
[1] 0.8390245 0.9795856 0.9974043 0.9996585 0.9999543 0.9999938 0.9999992
[8] 0.9999999 1.0000000 1.0000000

如果你想明确地将多个函数链接在一起，你可以这样做：

newfunc1 <- function(x) {
  (exp(1)^(2*x)/(1 + exp(1)^(2*x)))
}

newfunc2 <- function(x) {
  (exp(1)^(3*x)/(1 + exp(1)^(3*x)))
}

newfunc1(a) * newfunc2(a)

请记住，正如 ?expression 的帮助文件所说：

  ‘Expression’ here is not being used in its colloquial sense, that
  of mathematical expressions.  Those are calls (see ‘call’) in R,
  and an R expression vector is a list of calls, symbols etc, for
  example as returned by ‘parse’. 

Answer 4

你可以定义一个二元函数来以一种稍微有点hacky的方式组合expression对象——获取它们的字符表示，用*粘贴它们，然后重新解析它：

"%c%" <- function(x, y) parse( text=paste(x, "*", y) )

例如，在调用g %c% h时给出所需的输出。

编辑：答案已更新以更正先前的错误； 谢谢mnel！

Answer 5

使用 rlang 从其他表达式创建表达式更简单 (IMO)，而不是基础 R。使用 !! (bang-bang) 强制对表达式中的对象进行评估。

library(rlang)

a <- c(2, 3)
g <- expr(exp(!!a[1] * x) / (1 + exp(!!a[1] * x)))
h <- expr(exp(!!a[2] * x) / (1 + exp(!!a[2] * x)))
c <- expr(!!g * !!h)
c
#> exp(2 * x)/(1 + exp(2 * x)) * (exp(3 * x)/(1 + exp(3 * x)))

^{由reprex 包(v0.3.0) 于 2020 年 3 月 21 日创建}