將ccf（）與rollapply跨R中的變量一起使用

Question

我有3列數據，每列有10行，如下所示

set.seed(101)
inputx <- rnorm(1000,mean = 3,sd=2)
inputy <- rnorm(1000,mean = 2,sd=1)
inputz <- rnorm(1000,mean = 1,sd=3)
example <- cbind(inputx,inputy,inputz)

    > head(example,10)
        inputx      inputy     inputz
 [1,] 2.347927  2.50319581  4.4931430
 [2,] 4.104924 -0.09747067 -0.2836938
 [3,] 1.650112  1.90551542  0.9146087
 [4,] 3.428719  3.01454241  4.9332929
 [5,] 3.621538  1.92059955  2.4220865
 [6,] 5.347933  1.74487106  2.9122764
 [7,] 4.237580  2.78095054  7.8622898
 [8,] 2.774531  3.20741266 -1.5977934
 [9,] 4.834057  1.09214734 -0.5482315
[10,] 2.553481  0.59679215  0.5285020

我的實際數據總共有10個變量，但為簡單起見，我僅使用3。

對於下面的每個排列，我想使用大小為4的滾動窗口來計算ccf

    inputx,inputx
    inputx,inputy
    inputx,inputz
    inputy,inputx
    inputy,inputy
    inputy,inputz
    inputz,inputx
    inputz,inputy
    inputz,inputz

例如

ccf(example[1:4,1],example[1:4,2]) 
ccf(example[2:5,1],example[2:5,2])
.
.
.
ccf(example[7:10,1],example[7:10,2])

如您所見，上面的示例僅適用於第1列和第2列，但我希望使用滾動窗口方法對所有列進行處理。

使用rollapply函數可以輕松地處理滾動窗口過程，在該函數中您可以指定窗口的大小，並通過將by.column指定為FALSE，這樣就不會將函數分別應用於每個列。

如果我想對每列應用均值之類的函數，我可以做到這一點，但所有組合在各列之間的循環只會讓我大吃一驚，我無法弄清楚。

test <- rollapply(example[,c(1,2)],4,mean, by.column=TRUE)

對於輸出，ccf結果應按行存儲，並且尺寸應為10x9，因為原始數據中有10行，並且ccf函數的9個排列。 由於滾動窗口使用的大小為4，因此輸出的前3行將為NA。以下值僅用於說明目的，並非實際輸出值。

輸出->

     xx  xy  xz  yx  yy  yz  zx  zy  zz
[1,] NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  
[2,] NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA 
[3,] NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  
[4,] .1  .2  .3  .2  .8  .5  .3  .5  .9 
[5,] .1  .2  .3  .2  .8  .5  .3  .5  .9  
[6,] .1  .2  .3  .2  .8  .5  .3  .5  .9 
[7,] .1  .2  .3  .2  .8  .5  .3  .5  .9  
[8,] .1  .2  .3  .2  .8  .5  .3  .5  .9 
[9,] .1  .2  .3  .2  .8  .5  .3  .5  .9  
[10,].1  .2  .3  .2  .8  .5  .3  .5  .9 

我希望在對所有排列應用循環時有所幫助，我想如果可以的話，我可以做rollapply包裝器來實現滑動窗口。

Answer 1

1）兩個4-向量x和y ccf(x, y)給出一個7-向量，因此輸出將有3 * 3 * 7 = 63列，而不是問題中所述的9列。

張貼者在評論中說，可以用ccf代替另一個函數，因此下面我們假設cov(x, y)因為它輸出的是標量而不是7的向量，因此將給出10 x 9的輸出。 在這種特定情況下， cov(cbind(x, y, z))產生3x3矩陣，該矩陣在cov(cbind(x, y, z))給出9向量。

rollapplyr(head(example, 10), 4, function(x) c(cov(x)), fill = NA, by.column = FALSE)

給出以下10x9矩陣：

           [,1]        [,2]       [,3]        [,4]      [,5]       [,6]       [,7]       [,8]      [,9]
 [1,]        NA          NA         NA          NA        NA         NA         NA         NA        NA
 [2,]        NA          NA         NA          NA        NA         NA         NA         NA        NA
 [3,]        NA          NA         NA          NA        NA         NA         NA         NA        NA
 [4,] 1.1990739 -0.72070179 -0.3951435 -0.72070179 1.8590569  3.1565993 -0.3951435  3.1565993  6.718376
 [5,] 1.1503463 -0.51712419  0.1548365 -0.51712419 1.6830055  2.6102211  0.1548365  2.6102211  5.058550
 [6,] 2.2854029 -0.12857123  1.1658204 -0.12857123 0.3413027  0.7821381  1.1658204  0.7821381  2.753662
 [7,] 0.7473036 -0.31336885 -0.2743693 -0.31336885 0.3923239  1.1959920 -0.2743693  1.1959920  6.109035
 [8,] 1.1727627 -0.53344663  2.2960862 -0.53344663 0.4851109 -0.5067012  2.2960862 -0.5067012 15.027672
 [9,] 1.2381071 -0.88053417  1.5728089 -0.88053417 0.9289009  0.7283704  1.5728089  0.7283704 18.179175
[10,] 1.2353345 -0.05021654  1.7008923 -0.05021654 1.6116281  1.4902571  1.7008923  1.4902571 18.399713

2）或得出相同結果的結果：

k <- ncol(example)
g <- expand.grid(1:k, 1:k)
Cov <- function(x) apply(g, 1, function(ix) cov(x[, ix[1]], x[, ix[2]]))
rollapplyr(head(example, 10), 4, Cov, by.column = FALSE, fill = NA)

請注意，在cov的情況下，它會生成一個對稱矩陣（3個下三角值等於3個上三角值），因此我們可能只希望輸出對角線和上三角部分，如果是這樣，我們可以使用upper.tri對其進行子集化。

Answer 2

使用expand.grid生成組合列表。 然后，您可以執行以下操作：

combos <- expand.grid(colnames(example), colnames(example), stringsAsFactors=F)

sapply(1:nrow(combos), function(j) {
    MY_CALCULATION
})

Answer 3

我真的無法告訴您您想要達到的目標。 我看不到該函數在base R中rollapply ，但我知道您可以使用combn函數：對於上面的示例，我將為您提供所有4個窗口組合，但僅提供10個數字。 我無法提供1000個數字，但是您可以更改代碼來實現。

  set.seed(101)
  inputx <- rnorm(10,mean = 3,sd=2)
  inputy <- rnorm(10,mean = 2,sd=1)
  inputz <- rnorm(10,mean = 1,sd=3)
  example <- cbind(inputx,inputy,inputz)# Has only 10 rows. just for illustration

 a=lapply(1:(nrow(example)-3),function(x) x:(x+3))# all the four window combinations
 Map(combn,ncol(example),2,c(function(x,y) example[y,x]),y=a)

上面的代碼為您提供了按所需方式細分的全部數據。 然后，您可以根據需要對其進行操作。 如果這有幫助，請告訴我們。 謝謝