Question

如何对向量（如cumsum）进行累加求和，但是有界以使求和总是低于下限或高于上限？

标准的cumsum函数会产生以下结果。

foo <- c(100, -200, 400, 200)
cumsum(foo)
# [1]  100 -100  300  500

我正在寻找与基本cumsum函数一样高效的东西。我希望输出看起来如下。

cumsum.bounded(foo, lower.bound = 0, upper.bound = 500)
# [1]  100  0  400  500

由于

Answer 1

正如评论中所提到的，Rcpp是一种很好的方式。

cumsumBounded.cpp：

#include <Rcpp.h>
using namespace Rcpp;
// [[Rcpp::export]]                                                             
NumericVector cumsumBounded(NumericVector x, double low, double high) {
  NumericVector res(x.size());
  double acc = 0;
  for (int i=0; i < x.size(); ++i) {
    acc += x[i];
    if (acc < low)  acc = low;
    else if (acc > high)  acc = high;
    res[i] = acc;
  }
  return res;
}

编译并使用新功能：

library(Rcpp)
sourceCpp(file="cumsumBounded.cpp")
foo <- c(100, -200, 400, 200)
cumsumBounded(foo, 0, 500)
# [1] 100   0 400 500

Answer 2

以下是几个纯R版本。不太可能像去C / C ++一样快，但其中一个可能足够快，可以满足您的需求并且更容易维护：

# 1 Reduce
cumsum.bounded <- function(x, lower.bound = 0, upper.bound = 500) {
    bsum <- function(x, y) min(upper.bound, max(lower.bound, x+y))
    if (length(x) > 1) Reduce(bsum, x, acc = TRUE) else x
}

# 2 for loop
cumsum.bounded2 <- function(x, lower.bound = 0, upper.bound = 500) {
   if (length(x) > 1) 
      for(i in  2:length(x)) x[i] <- min(upper.bound, max(lower.bound, x[i] + x[i-1]))
   x
}

如果x的长度为0或1，则可能需要略微增强，具体取决于要求的严格程度。

Answer 3

我想这可行。

library ("Rcpp")

cumsum.bounded <- cppFunction(
    'NumericVector cumsum_bounded (NumericVector x, const double lower, const double upper) {

        double acc = 0;
        NumericVector result(x.size());

        for(int i = 0; i < x.size(); i++) {
            acc += x[i];

            if (acc < lower) acc = lower;
            if (acc > upper) acc = upper;

            result[i] = acc;
        }

        return result;
    }')

有限累积和？

3 个答案: