在R中,我有一个大的data.table。对于每一行,我想计算具有类似值x1(+/-一些容差,tol)的行。我可以使用adply来使用它,但它太慢了。似乎data.table有点好用 - 事实上,我已经在使用data.table进行部分计算。
有没有办法完全使用data.table?这是一个例子:
library(data.table)
library(plyr)
my.df = data.table(x1 = 1:1000,
x2 = 4:1003)
tol = 3
adply(my.df, 1, function(df) my.df[x1 > (df$x1 - tol) & x1 < (df$x1 + tol), .N])
结果:
x1 x2 V1
1: 1 4 3
2: 2 5 4
3: 3 6 5
4: 4 7 5
5: 5 8 5
---
996: 996 999 5
997: 997 1000 5
998: 998 1001 5
999: 999 1002 4
1000: 1000 1003 3
这是一个与我的真实数据更接近的示例数据集:
set.seed(10)
x = seq(1,100000000,100000)
x = x + sample(1:50000, length(x), replace=T)
x2 = x + sample(1:50000, length(x), replace=T)
my.df = data.table(x1 = x,
x2 = x2)
setkey(my.df,x1)
tol = 100000
og = function(my.df) {
adply(my.df, 1, function(df) my.df[x1 > (df$x1 - tol) & x1 < (df$x1 + tol), .N])
}
microbenchmark(r_ed <- ed(copy(my.df)),
r_ar <- ar(copy(my.df)),
r_og <- og(copy(my.df)),
times = 1)
Unit: milliseconds
expr min lq median uq max neval
r_ed <- ed(copy(my.df)) 8.553137 8.553137 8.553137 8.553137 8.553137 1
r_ar <- ar(copy(my.df)) 10.229438 10.229438 10.229438 10.229438 10.229438 1
r_og <- og(copy(my.df)) 1424.472844 1424.472844 1424.472844 1424.472844 1424.472844 1
显然,来自@eddi和@Arun的解决方案比我的快得多。现在我只需要尝试理解卷。
答案 0 :(得分:9)
x1
不是整数时,它也有效。您正在寻找的算法是Interval Tree。并且有一个名为IRanges的生物传导器包可以完成这项任务。很难打败它。
require(IRanges)
require(data.table)
my.df[, res := countOverlaps(IRanges(my.df$x1, width=1),
IRanges(my.df$x1-tol+1, my.df$x1+tol-1))]
如果您分解代码,可以用三行代码编写:
ir1 <- IRanges(my.df$x1, width=1)
ir2 <- IRanges(my.df$x1-tol+1, my.df$x1+tol-1)
cnt <- countOverlaps(ir1, ir2)
我们基本上做的是创建两个“范围”(只需键入ir1
和ir2
以查看它们是如何)。然后我们询问,ir1
中的每个条目在ir2
中有多少重叠(这是“间隔树”部分)。这非常有效。隐含地将参数type
改为countOverlaps
,默认为“type = any”。如果需要,您可以探索其他类型。这非常有用。同样相关的是findOverlaps
功能。
注意:对于这种特殊情况,可以有更快的解决方案(事实上,见@ eddi's),其中ir1的宽度= 1.但是对于宽度可变和/或&gt;的问题。 1,这应该是最快的。
ag <- function(my.df) my.df[, res := sum(abs(my.df$x1-x1) < tol), by=x1]
ro <- function(my.df) {
my.df[,res:= { y = my.df$x1
sum(y > (x1 - tol) & y < (x1 + tol))
}, by=x1]
}
ar <- function(my.df) {
my.df[, res := countOverlaps(IRanges(my.df$x1, width=1),
IRanges(my.df$x1-tol+1, my.df$x1+tol-1))]
}
require(microbenchmark)
microbenchmark(r1 <- ag(copy(my.df)), r2 <- ro(copy(my.df)),
r3 <- ar(copy(my.df)), times=100)
Unit: milliseconds
expr min lq median uq max neval
r1 <- ag(copy(my.df)) 33.15940 39.63531 41.61555 44.56616 208.99067 100
r2 <- ro(copy(my.df)) 69.35311 76.66642 80.23917 84.67419 344.82031 100
r3 <- ar(copy(my.df)) 11.22027 12.14113 13.21196 14.72830 48.61417 100 <~~~
identical(r1, r2) # TRUE
identical(r1, r3) # TRUE
答案 1 :(得分:4)
这是一个更快的data.table
解决方案。我们的想法是使用data.table
的滚动合并功能,但在我们这样做之前,我们需要稍微修改数据并使列x1
成为数字而不是整数。这是因为OP正在使用严格的不等式并且使用滚动连接,我们将不得不将容差减少一点,使其成为浮点数。
my.df[, x1 := as.numeric(x1)]
# set the key to x1 for the merges and to sort
# (note, if data already sorted can make this step instantaneous using setattr)
setkey(my.df, x1)
# and now we're going to do two rolling merges, one with the upper bound
# and one with lower, then get the index of the match and subtract the ends
# (+1, to get the count)
my.df[, res := my.df[J(x1 + tol - 1e-6), list(ind = .I), roll = Inf]$ind -
my.df[J(x1 - tol + 1e-6), list(ind = .I), roll = -Inf]$ind + 1]
# and here's the bench vs @Arun's solution
ed = function(my.df) {
my.df[, x1 := as.numeric(x1)]
setkey(my.df, x1)
my.df[, res := my.df[J(x1 + tol - 1e-6), list(ind = .I), roll = Inf]$ind -
my.df[J(x1 - tol + 1e-6), list(ind = .I), roll = -Inf]$ind + 1]
}
microbenchmark(ed(copy(my.df)), ar(copy(my.df)))
#Unit: milliseconds
# expr min lq median uq max neval
# ed(copy(my.df)) 7.297928 10.09947 10.87561 11.80083 23.05907 100
# ar(copy(my.df)) 10.825521 15.38151 16.36115 18.15350 21.98761 100
注意:正如Arun和Matthew所指出的那样,如果x1
是整数,则不必转换为数字并从tol
减去少量可以使用tol - 1L
代替上面的tol - 1e-6
。
答案 2 :(得分:2)
这是一个纯数据表。解决方案:
my.df[, res:=sum(my.df$x1 > (x1 - tol) & my.df$x1 < (x1 + tol)), by=x1]
my.df <- adply(my.df, 1,
function(df) my.df[x1 > (df$x1 - tol) & x1 < (df$x1 + tol), .N])
identical(my.df[,res],my.df[,V1])
#[1] TRUE
但是,如果你有许多独特的x1
,这仍然会相对较慢。毕竟,你需要进行大量的比较,我现在想不出办法避免这种情况。
答案 3 :(得分:2)
使用
这一事实 abs(x-y) < tol ~ y-tol <= x <= y+ tol
你可以将性能提升2倍。
## wrap codes in 2 function for benchmarking
library(data.table)
library(plyr)
my.df = data.table(x1 = 1:1000,
x2 = 4:1003)
tol = 3
ag <- function()
my.df[, res := sum(abs(my.df$x1-x1) < tol), by=x1]
ro <- function()
my.df[,res:= { y = my.df$x1
sum(y > (x1 - tol) & y < (x1 + tol))
}, by=x1]
## check equal results
identical(ag(),ro())
TRUE
library(microbenchmark)
## benchmarks
microbenchmark(ag(),
ro(),times=1)
Unit: milliseconds
expr min lq median uq max neval
ag() 32.75638 32.75638 32.75638 32.75638 32.75638 1
ro() 63.50043 63.50043 63.50043 63.50043 63.50043 1