如何使用data.tables对多列进行高效的矢量化更新?

时间:2012-10-23 17:00:40

标签: r dataframe data.table

我使用data.frames有以下代码,我想知道如何使用data.tables,使用最有效,最向量化的代码来编写它?

data.frame代码:

set.seed(1)
to <- cbind(data.frame(time=seq(1:5),bananas=sample(100,5),apples=sample(100,5)),setNames(data.frame(matrix(sample(100,90,replace=T),nrow=5)),paste0(1:18)))
from <- cbind(data.frame(time=seq(1:5),blah=sample(100,5),foo=sample(100,5)),setNames(data.frame(matrix(sample(100,90,replace=T),nrow=5)),paste0(1:18)))
from
to

rownames(to) <- to$time
to[as.character(from$time),paste0(1:18)] <- from[,paste0(1:18)]
to

运行此:

>     set.seed(1)
>     to <- cbind(data.frame(time=seq(1:5),bananas=sample(100,5),apples=sample(100,5)),setNames(data.frame(matrix(sample(100,90,replace=T),nrow=5)),paste0(1:18)))
>     from <- cbind(data.frame(time=seq(1:5),blah=sample(100,5),foo=sample(100,5)),setNames(data.frame(matrix(sample(100,90,replace=T),nrow=5)),paste0(1:18)))
>     from
  time blah foo  1  2   3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1    1   66  22 98  2 100 46 58 60 69 46 62 19 29 42 64 90 30 19 72 60
2    2   35  13 74 72  50 52  8 57 61 18 56 53 90  7 85 65 20 76 39 12
3    3   27  47 36 11  49 21  4 53 24 75 33  8 45 34 86 75 89 73 11 85
4    4   97  90 44 45  18 23 65 99 26 11 46 28 78 73 40 61 51 95 93 32
5    5   61  58 15 65  76 60 93 51 73 87 51 22 89 34 39 91 88 55 29 79
>     to
  time bananas apples  1   2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1    1      27     90 21  50 94 39 49 67 83 79 48 10 92 26 34 90 44 21 24 80
2    2      37     94 18  72 22  2 60 80 65  3 87 32 30 48 84 87 72 72  6 46
3    3      57     65 69 100 66 39 50 11 79 48 44 52 46 77 35 39 40 13 65 42
4    4      89     62 39  39 13 87 19 73 56 74 25 67 34  9 34 78 33 25 88 82
5    5      20      6 77  78 27 35 83 42 53 70  8 41 66 88 48 97 76 15 78 61
> 
>     rownames(to) <- to$time
>     to[as.character(from$time),paste0(1:18)] <- from[,paste0(1:18)]
>     to
  time bananas apples  1  2   3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1    1      27     90 98  2 100 46 58 60 69 46 62 19 29 42 64 90 30 19 72 60
2    2      37     94 74 72  50 52  8 57 61 18 56 53 90  7 85 65 20 76 39 12
3    3      57     65 36 11  49 21  4 53 24 75 33  8 45 34 86 75 89 73 11 85
4    4      89     62 44 45  18 23 65 99 26 11 46 28 78 73 40 61 51 95 93 32
5    5      20      6 15 65  76 60 93 51 73 87 51 22 89 34 39 91 88 55 29 79

基本上,我们会更新paste0(1:18)的{​​{1}}个topaste0(1:18),与from匹配。

time显然有一些优点,例如在控制台上打印时不需要头部,所以我正在考虑使用它们。

但是我不想手工编写data.table表达式,即尽量避免:

:=

如果可能的话,我也更喜欢使用矢量化语法,而不是某种for循环,即尽量避免使用:

to[from,`1`:=i.`1`,`2`:=i.`2`, ..]

我通读了常见问题小插图和数据表介绍小插图,但我承认我可能还没有完全理解所有内容。

我看了Loop through columns in a data.table and transform those columns,但我不能说我理解它100%,似乎说我需要使用for循环?

在8374816的底部似乎有某种提示可能只使用数据框语法,添加for( i in 1:18 ) { to[from, sprintf("%d",i) := i.sprintf("%d",i)] } ?但是由于data.frame过程是对行名称的攻击,我不确定它是否有效/是否有效,我想知道在多大程度上利用了data.table的效率?

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

好问题。你已经展示的基础构造:

to[as.character(from$time),paste0(1:18)] <- from[,paste0(1:18)]

假设行名称不能重复,或者如果它们只是第一个匹配的话。这里,<-的LHS与<-的RHS具有相同的行数。

data.table因常规而异,to中的多行可能匹配; mult的默认值为"all"data.table也喜欢长格式到宽格式。因此,这个问题有点让data.table通过它的步伐来实现它不是真正的设计目标。如果这18列中有任何NA(即稀疏),那么长格式可能更合适。如果所有18列都是相同类型,那么matrix可能更合适。

尽管如此,这里有三个data.table完整性选项。

<强> 1。使用:=但没有for循环(LHS中多个LHS和多个RHS:= RHS)

from = as.data.table(from)
to = as.data.table(to)
from
   time blah foo  1  2   3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1:    1   66  22 98  2 100 46 58 60 69 46 62 19 29 42 64 90 30 19 72 60
2:    2   35  13 74 72  50 52  8 57 61 18 56 53 90  7 85 65 20 76 39 12
3:    3   27  47 36 11  49 21  4 53 24 75 33  8 45 34 86 75 89 73 11 85
4:    4   97  90 44 45  18 23 65 99 26 11 46 28 78 73 40 61 51 95 93 32
5:    5   61  58 15 65  76 60 93 51 73 87 51 22 89 34 39 91 88 55 29 79
to
   time bananas apples  1   2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1:    1      27     90 21  50 94 39 49 67 83 79 48 10 92 26 34 90 44 21 24 80
2:    2      37     94 18  72 22  2 60 80 65  3 87 32 30 48 84 87 72 72  6 46
3:    3      57     65 69 100 66 39 50 11 79 48 44 52 46 77 35 39 40 13 65 42
4:    4      89     62 39  39 13 87 19 73 56 74 25 67 34  9 34 78 33 25 88 82
5:    5      20      6 77  78 27 35 83 42 53 70  8 41 66 88 48 97 76 15 78 61
setkey(to,time)
setkey(from,time)
to[from,paste0(1:18):=from[.GRP,paste0(1:18),with=FALSE]]
   time bananas apples  1  2   3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1:    1      27     90 98  2 100 46 58 60 69 46 62 19 29 42 64 90 30 19 72 60
2:    2      37     94 74 72  50 52  8 57 61 18 56 53 90  7 85 65 20 76 39 12
3:    3      57     65 36 11  49 21  4 53 24 75 33  8 45 34 86 75 89 73 11 85
4:    4      89     62 44 45  18 23 65 99 26 11 46 28 78 73 40 61 51 95 93 32
5:    5      20      6 15 65  76 60 93 51 73 87 51 22 89 34 39 91 88 55 29 79

to[from,paste0(1:18):=from[,paste0(1:18),with=FALSE],mult="first"]
   time bananas apples  1  2   3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1:    1      27     90 98  2 100 46 58 60 69 46 62 19 29 42 64 90 30 19 72 60
2:    2      37     94 74 72  50 52  8 57 61 18 56 53 90  7 85 65 20 76 39 12
3:    3      57     65 36 11  49 21  4 53 24 75 33  8 45 34 86 75 89 73 11 85
4:    4      89     62 44 45  18 23 65 99 26 11 46 28 78 73 40 61 51 95 93 32
5:    5      20      6 15 65  76 60 93 51 73 87 51 22 89 34 39 91 88 55 29 79

注意我正在使用最新的v1.8.3,这是选项1工作所必需的(刚刚添加了.GRP,并且不再需要外部with=FALSE)。

<强> 2。使用一个列表列来存储长度为18的向量,而不是18列

to = data.table( time=seq(1:5),
                 bananas=sample(100,5),
                 apples=sample(100,5),  
                 v18=replicate(5,sample(100,18),simplify=FALSE))
from =  data.table( time=seq(1:5),
                    blah=sample(100,5),
                    foo=sample(100,5),
                    v18=replicate(5,sample(100,18),simplify=FALSE))
setkey(to,time)
setkey(from,time)

from
   time blah foo                 v18
1:    1   56  97   88,47,1,71,69,18,
2:    2   69  40   96,99,60,3,33,27,
3:    3   65  84 100,38,56,72,84,55,
4:    4   98  74 91,69,24,63,27,100,
5:    5   46  52    65,4,59,41,8,51,

to
   time bananas apples                 v18
1:    1      66     73 100,36,74,77,68,46,
2:    2      19     37   84,88,92,8,37,52,
3:    3      94     77   37,94,13,7,93,43,
4:    4      88      2  27,93,71,16,46,66,
5:    5      91     91   85,94,58,49,19,1,

to[from,v18:=i.v18]
to
   time bananas apples                 v18
1:    1      66     73   88,47,1,71,69,18,
2:    2      19     37   96,99,60,3,33,27,
3:    3      94     77 100,38,56,72,84,55,
4:    4      88      2 91,69,24,63,27,100,
5:    5      91     91    65,4,59,41,8,51,

如果您不习惯列出列打印,则尾随逗号表示该向量中有更多项目。只打印了前6个。

第3。在data.frame

上使用data.table语法
to = as.data.table(to)
from = as.data.table(from)
setkey(to,time)
setkey(from,time)

from
   time blah foo  1  2   3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1:    1   66  22 98  2 100 46 58 60 69 46 62 19 29 42 64 90 30 19 72 60
2:    2   35  13 74 72  50 52  8 57 61 18 56 53 90  7 85 65 20 76 39 12
3:    3   27  47 36 11  49 21  4 53 24 75 33  8 45 34 86 75 89 73 11 85
4:    4   97  90 44 45  18 23 65 99 26 11 46 28 78 73 40 61 51 95 93 32
5:    5   61  58 15 65  76 60 93 51 73 87 51 22 89 34 39 91 88 55 29 79

to
   time bananas apples  1   2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1:    1      27     90 21  50 94 39 49 67 83 79 48 10 92 26 34 90 44 21 24 80
2:    2      37     94 18  72 22  2 60 80 65  3 87 32 30 48 84 87 72 72  6 46
3:    3      57     65 69 100 66 39 50 11 79 48 44 52 46 77 35 39 40 13 65 42
4:    4      89     62 39  39 13 87 19 73 56 74 25 67 34  9 34 78 33 25 88 82
5:    5      20      6 77  78 27 35 83 42 53 70  8 41 66 88 48 97 76 15 78 61

to[from, paste0(1:18)] <- from[,paste0(1:18),with=FALSE]
to
   time bananas apples  1  2   3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1:    1      27     90 98  2 100 46 58 60 69 46 62 19 29 42 64 90 30 19 72 60
2:    2      37     94 74 72  50 52  8 57 61 18 56 53 90  7 85 65 20 76 39 12
3:    3      57     65 36 11  49 21  4 53 24 75 33  8 45 34 86 75 89 73 11 85
4:    4      89     62 44 45  18 23 65 99 26 11 46 28 78 73 40 61 51 95 93 32
5:    5      20      6 15 65  76 60 93 51 73 87 51 22 89 34 39 91 88 55 29 79

因此<-的LHS可以使用data.table键控连接语法;即to[from]。只是这个方法(目前在R中)将复制整个 to数据集。这就是:=引入的内容,以避免通过引用提供更新。另外,如果from中的每一行都与to中的多行匹配,则<-的RHS需要扩展为排队(由用户提供),否则RHS将被回收填写LHS。这就是为什么data.table我们希望:=位于j内,[...]内的所有内容的原因之一。