[英]Compare Matrices in R efficiently
我有一个数组, a
包含一些矩阵。 现在我需要有效地检查我有多少不同的矩阵以及它们在数组中有哪些索引(按升序排列)。 我的方法如下:将矩阵的列粘贴为字符向量,并查看频率表,如下所示:
n <- 10 #observations
a <- array(round(rnorm(2*2*n),1),
c(2,2,n))
paste_a <- apply(a, c(3), paste, collapse=" ") #paste by column
names(paste_a) <- 1:n
freq <- as.numeric( table(paste_a) ) # frequencies of different matrices (in ascending order)
indizes <- as.numeric(names(sort(paste_a[!duplicated(paste_a)])))
nr <- length(freq) #number of different matrices
但是,当你将n
增加到大数时,这会变得非常低效(主要是paste()
越来越慢)。 有没有人有更好的解决方案?
这是一个包含100个观测值的“真实”数据集,其中一些矩阵是实际重复的(与我上面的例子相反): https : //pastebin.com/aLKaSQyF
非常感谢你。
由于您的实际数据由整数0,1,2,3
,为什么不利用base 4
? 比整个矩阵对象更快地比较整数。 (以下所有出现的a
都是从链接的实际数据集中找到的数据。)
Base4Approach <- function() {
toBase4 <- sapply(1:dim(a)[3], function(x) {
v <- as.vector(a[,,x])
pows <- which(v > 0)
coefs <- v[pows]
sum(coefs*(4^pows))
})
myDupes <- which(duplicated(toBase4))
a[,,-(myDupes)]
}
因为问题是关于效率,让我们的基准:
MartinApproach <- function() {
### commented this out for comparison reasons
# dimnames(a) <- list(1:dim(a)[1], 1:dim(a)[2], 1:dim(a)[3])
a <- a[,,!duplicated(a, MARGIN = 3)]
nr <- dim(a)[3]
a
}
identical(MartinApproach(), Base4Approach())
[1] TRUE
microbenchmark(Base4Approach(), MartinApproach())
Unit: microseconds
expr min lq mean median uq max neval
Base4Approach() 291.658 303.525 339.2712 325.4475 352.981 636.361 100
MartinApproach() 983.855 1000.958 1160.4955 1071.9545 1187.321 3545.495 100
@db的方法实际上与前两种方法没有相同的作用(它只是识别并且不会删除重复项)。
DBApproach <- function() {
a[, , 9] = a[, , 1]
#Convert to list
mylist = lapply(1:dim(a)[3], function(i) a[1:dim(a)[1], 1:dim(a)[2], i])
temp = sapply(mylist, function(x) sapply(mylist, function(y) identical(x, y)))
temp2 = unique(apply(temp, 1, function(x) sort(which(x))))
#The indices in 'a' where the matrices are same
temp2[lengths(temp2) > 1]
}
但是, Base4Approach
仍占主导地位:
microbenchmark(Base4Approach(), MartinApproach(), DBApproach())
Unit: microseconds
expr min lq mean median uq max neval
Base4Approach() 298.764 324.0555 348.8534 338.899 356.0985 476.475 100
MartinApproach() 1012.601 1087.9450 1204.1150 1110.662 1162.9985 3224.299 100
DBApproach() 9312.902 10339.4075 11616.1644 11438.967 12413.8915 17065.494 100
正如@alexis_laz的评论中提到的,我们可以做得更好。
AlexisBase4Approach <- function() {
toBase4 <- colSums(a * (4 ^ (0:(prod(dim(a)[1:2]) - 1))), dims = 2)
myDupes <- which(duplicated(toBase4))
a[,,-(myDupes)]
}
microbenchmark(Base4Approach(), MartinApproach(), DBApproach(), AlexisBase4Approach(), unit = "relative")
Unit: relative
expr min lq mean median uq max neval
Base4Approach() 11.67992 10.55563 8.177654 8.537209 7.128652 5.288112 100
MartinApproach() 39.60408 34.60546 27.930725 27.870019 23.836163 22.488989 100
DBApproach() 378.91510 342.85570 262.396843 279.190793 231.647905 108.841199 100
AlexisBase4Approach() 1.00000 1.00000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 100
## Still gives accurate results
identical(MartinApproach(), AlexisBase4Approach())
[1] TRUE
我的第一次尝试实际上很慢。 所以这里稍微改变了你的版本:
dimnames(a) <- list(1:dim(a)[1], 1:dim(a)[2], 1:dim(a)[3])
a <- a[,,!duplicated(a, MARGIN = 3)]
nr <- dim(a)[3] #number of different matrices
idx <- dimnames(a)[[3]] # indices of left over matrices
我不知道这是否正是你想要的,但这里有一种方法可以提取矩阵相同的索引。 得到你想要的东西可能需要更多的处理
#DATA
n <- 10
a <- array(round(rnorm(2*2*n),1), c(2,2,n))
a[, , 9] = a[, , 1]
temp = unique(apply(X = sapply(1:dim(a)[3], function(i)
sapply(1:dim(a)[3], function(j) identical(a[, , i], a[, , j]))),
MARGIN = 1,
FUN = function(x) sort(which(x))))
temp[lengths(temp) > 1]
#[[1]]
#[1] 1 9
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