有效地检查data.table中其他行的值

时间:2014-07-03 14:48:45

标签: r data.table

注意:这是我最初发布到data.table帮助组的问题。 Matt Dowle要求提供一个更详细的例子,我发布了这个例子,但我在电子邮件格式化方面遇到了麻烦。我已经知道如何格式化SO,所以我想我会在这里发布它。

我基本上要做的是基于该行中的值以及前一行或后一行中的值来从data.table中的子行。现在,我正在为将来和过去的行创建新列,然后在这些列上键入data.table,但这是资源密集型和繁重的。

以下示例说明了我现在使用的方法。该示例使用文档中的单词(我使用数字索引)。我想为特定单词进行子集化,但前提是它前面或后面跟着另一个单词或一组单词:

我首先创建一个包含十个包含一百万个单词的文档的虚拟数据集。集合中有三个独特的单词。

library(data.table)
set.seed(1000)
DT<-data.table(wordindex=sample(1:3,1000000,replace=T),docindex=sample(1:10,1000000,replace=T))
setkey(DT,docindex)
DT[,position:=seq.int(1:.N),by=docindex]


          wordindex docindex position
      1:         1        1        1
      2:         1        1        2
      3:         3        1        3
      4:         3        1        4
      5:         1        1        5
    ---                            
 999996:         2       10    99811
 999997:         2       10    99812
 999998:         3       10    99813
 999999:         1       10    99814
1000000:         3       10    99815

请注意,简单地计算所有文档中第一个唯一单词的出现次数非常简单。

setkey(DT,wordindex)
count<-DT[J(1),list(count.1=.N),by=docindex]
count

    docindex count.1
 1:        1   33533
 2:        2   33067
 3:        3   33538
 4:        4   33053
 5:        5   33231
 6:        6   33002
 7:        7   33369
 8:        8   33353
 9:        9   33485
10:       10   33225

考虑到前面的位置会变得更加混乱。这是一个查询,用于计算所有文档中第一个唯一单词的出现次数,除非后面跟着第二个唯一单词。首先,我创建一个新列,其中包含前面一个位置的单词,然后键入两个单词。

setkey(DT,docindex,position)
DT[,lead_wordindex:=DT[list(docindex,position+1)][,wordindex]]

         wordindex docindex position lead_wordindex
      1:         1        1        1              1
      2:         1        1        2              3
      3:         3        1        3              3
      4:         3        1        4              1
      5:         1        1        5              2
     ---                                           
 999996:         2       10    99811              2
 999997:         2       10    99812              3
 999998:         3       10    99813              1
 999999:         1       10    99814              3
1000000:         3       10    99815             NA

setkey(DT,wordindex,lead_wordindex)
countr2<-DT[J(c(1,1),c(1,3)),list(count.1=.N),by=docindex]
countr2

    docindex count.1
 1:        1   22301
 2:        2   21835
 3:        3   22490
 4:        4   21830
 5:        5   22218
 6:        6   21914
 7:        7   22370
 8:        8   22265
 9:        9   22211
10:       10   22190

我有一个非常大的数据集,上面的查询无法进行内存分配。作为替代方案,我们可以通过过滤原始数据集然后将其连接回所需位置,仅为相关数据子集创建此新列:

setkey(DT,wordindex)
filter<-DT[J(1),list(wordindex,docindex,position)]
filter[,lead_position:=position+1]

        wordindex wordindex docindex position lead_position
     1:         1         1        2    99717         99718
     2:         1         1        3    99807         99808
     3:         1         1        4   100243        100244
     4:         1         1        1        1             2
     5:         1         1        1       42            43
    ---                                                    
332852:         1         1       10    99785         99786
332853:         1         1       10    99787         99788
332854:         1         1       10    99798         99799
332855:         1         1       10    99804         99805
332856:         1         1       10    99814         99815

setkey(DT,docindex,position)
filter[,lead_wordindex:=DT[J(filter[,list(docindex,lead_position)])][,wordindex]]

        wordindex wordindex docindex position lead_position lead_wordindex
     1:         1         1        2    99717         99718             NA
     2:         1         1        3    99807         99808             NA
     3:         1         1        4   100243        100244             NA
     4:         1         1        1        1             2              1
     5:         1         1        1       42            43              1
    ---                                                                   
332852:         1         1       10    99785         99786              3
332853:         1         1       10    99787         99788              3
332854:         1         1       10    99798         99799              3
332855:         1         1       10    99804         99805              3
332856:         1         1       10    99814         99815              3

setkey(filter,wordindex,lead_wordindex)
countr2.1<-filter[J(c(1,1),c(1,3)),list(count.1=.N),by=docindex]
countr2.1

    docindex count.1
 1:        1   22301
 2:        2   21835
 3:        3   22490
 4:        4   21830
 5:        5   22218
 6:        6   21914
 7:        7   22370
 8:        8   22265
 9:        9   22211
10:       10   22190

我觉得很难看。另外,我可能想要提前看一个单词,需要创建另一个专栏。简单而昂贵的方式是:

setkey(DT,docindex,position)
DT[,lead_lead_wordindex:=DT[list(docindex,position+2)][,wordindex]]

         wordindex docindex position lead_wordindex lead_lead_wordindex
      1:         1        1        1              1                   3
      2:         1        1        2              3                   3
      3:         3        1        3              3                   1
      4:         3        1        4              1                   2
      5:         1        1        5              2                   3
     ---                                                               
 999996:         2       10    99811              2                   3
 999997:         2       10    99812              3                   1
 999998:         3       10    99813              1                   3
 999999:         1       10    99814              3                  NA
1000000:         3       10    99815             NA                  NA

setkey(DT,wordindex,lead_wordindex,lead_lead_wordindex)
countr23<-DT[J(1,2,3),list(count.1=.N),by=docindex]
countr23

    docindex count.1
 1:        1    3684
 2:        2    3746
 3:        3    3717
 4:        4    3727
 5:        5    3700
 6:        6    3779
 7:        7    3702
 8:        8    3756
 9:        9    3702
10:       10    3744

但是,由于尺寸的原因,我目前必须使用丑陋的过滤和连接方式。

所以问题是,是否有更简单,更美丽的方式?

更新

感谢Arun和eddi提供了解决问题的简洁代码。在我的~200M行数据上,这个解决方案可以在大约10秒内完成一个简单的单词组合,这非常好!

然而,我确实有一个额外的问题,它使矢量扫描方法不是最佳的。虽然在示例中我只寻找一个单词组合,但实际上我可能在每个位置都有一个单词向量。当我为此目的将“==”语句更改为“%in%”(100个字或更多的向量)时,查询需要更长的时间才能运行。所以我仍然会对二进制搜索解决方案感兴趣(如果存在)。但是,如果Arun不知道一个,它可能不会,我很乐意接受他的答案。

3 个答案:

答案 0 :(得分:3)

这是我想到的另一个想法。它只需要创建一个列,并使用二进制搜索作为子集。

在您从数据中生成的DT上,我们首先要添加额外的列:

# the extra column:
DT[, I := .I]

我们需要这样做,因为我们setkey docindex wordindex。这是我们可以在不创建额外列的情况下进行子集的唯一方法(至少我能想到的是这样)。因此,我们需要一种方法来提取原始的&#34;稍后检查您的状况(因此I)。

添加额外列后,让我们在上面提到的两列上设置密钥:

setkey(DT, docindex, wordindex)

大!这里的想法是提取您想要的单词匹配的位置 - 这里的值是1L。然后,提取您可能(或可能不)想要在正确位置后出现此单词的所有其他单词。然后,我们只保留(或删除)那些满足条件的索引。

这是一个能够解决这个问题的功能。它绝不是完整的,但应该给你一个想法。

foo <- function(DT, doc_key, word_key, rest_key=NULL, match=FALSE) {
    ## note that I'm using 1.9.3, where this results in a vector
    ## if you're using 1.9.2, you'll have to change the joins accordingly
    idx1 = DT[J(doc_key, word_key), I]
    for (i in seq_along(rest_key)) {
        this_key = rest_key[i]
        idx2 = DT[J(doc_key, this_key), I]
        if (match) idx1 = idx1[which((idx1+i) %in% idx2)]
        else idx1 = idx1[which(!(idx1+i) %in% idx2)]
    }
    DT[idx1, .N, by=c(key(DT)[1L])]
}

此处,DT是已添加data.table列的I,已在两列上调用然后 setkey如前所述。

doc_key基本上包含docindex中的所有唯一值 - 这里1:10。 word_key基本上是1L。 rest_keyi位置之后word_key位置未发生的值。{/ 1}}。

首先,我们针对I1L的所有匹配(直截了当)提取idx1。接下来,我们遍历 rest_key 的每个值,并将该位置添加到idx1 = idx1+i,并检查该值是否出现在idx2中。如果是这样,根据您是否要提取匹配的不匹配的条目,我们会保留(或删除它们)。

在此循环结束时,idx1应该只有所需的条目。希望这可以帮助。下面显示的是另一个答案中已经讨论过的案例的演示。


让我们考虑你的第一个场景。 docindex中每个组的所有条目的计数,其中第i个位置为1Li+1 2L。这基本上是:

system.time(ans1 <- foo(DT, 1:10, 1L, 2L, FALSE))

#  user  system elapsed 
# 0.066   0.019   0.085 

# old method took 0.12 seconds

#     docindex     N
#  1:        1 22301
#  2:        2 21836
#  3:        3 22491
#  4:        4 21831
#  5:        5 22218
#  6:        6 21914
#  7:        7 22370
#  8:        8 22265
#  9:        9 22211
# 10:       10 22190

第二种情况怎么样?在这里,我们希望i+1i+2位置为2L和3L,而不是先前情况下的不等于场景。所以,我们在这里设置了match=TRUE

system.time(ans2 <- foo(DT, 1:10, 1L, 2:3,TRUE))
#  user  system elapsed 
# 0.080   0.011   0.090 

# old method took 0.22 seconds

#     docindex    N
#  1:        1 3684
#  2:        2 3746
#  3:        3 3717
#  4:        4 3727
#  5:        5 3700
#  6:        6 3779
#  7:        7 3702
#  8:        8 3756
#  9:        9 3702
# 10:       10 3744

扩展此功能很容易。例如:如果您希望i+1等于2Li+2 不等于3L那么,您可以将match更改为vector = length(rest_key),指定相应的逻辑值。

我希望这对你的实际情况来说很快 - 至少比其他版本更快。

HTH

答案 1 :(得分:2)

听起来你只是想要:

DT[, sum(wordindex == 1 & c(tail(wordindex, -1), 2) != 2), by = docindex]

我没有看到通过连接使其复杂化的重点。

顺便说一句,在某些情况下,你会得到一个不同的答案,这可能是因为我不明白你想要什么,或者因为你的方法在某些边缘情况下失败了。例如。尝试两种方法

DT = data.table(wordindex = c(1,1,2,1,1,2), docindex = c(1,1,2,2,3,3))

答案 2 :(得分:2)

只需创建一个lead功能,然后在j-expression

中使用它
lead <- function(x, n)
    if (n == 0) x else c(tail(x, -n), rep.int(NA, n))

如果您希望获得wordindex i位置为1L且i+1 2L的计数,则:

DT[, sum(wordindex == 1L & lead(wordindex, 1L) != 2L, na.rm=TRUE), by=docindex]
#     docindex    V1
#  1:        1 22301
#  2:        2 21835
#  3:        3 22490
#  4:        4 21830
#  5:        5 22218
#  6:        6 21914
#  7:        7 22370
#  8:        8 22265
#  9:        9 22211
# 10:       10 22190

如果您希望获得wordindex i为1L的计数,i+1为2L,i+2为3L,则:

DT[, sum(wordindex == 1L & lead(wordindex, 1L) == 2L & 
          lead(wordindex, 2L) == 3L, na.rm=TRUE), by=docindex]
#     docindex   V1
#  1:        1 3684
#  2:        2 3746
#  3:        3 3717
#  4:        4 3727
#  5:        5 3700
#  6:        6 3779
#  7:        7 3702
#  8:        8 3756
#  9:        9 3702
# 10:       10 3744

请注意,这里不需要setkey .. adhoc-by应该会很好用。


发表评论:

此解决方案使用j中的矢量扫描,而不是二进制搜索方法。但这里有不同的权衡。与二进制搜索版本相比,代码相对优雅,易于阅读,扩展到多个滞后和条件并进行维护(因为我无法想到一种不创建额外列的方法)。这需要很多较少的内存,这也是你的情况的限制因素。

您说&#34;大数据&#34;,但不要再说什么了。对整个数据(比如2000万行或2亿行)的矢量扫描是昂贵的,是的。但是,对每个组进行操作,即使它不能提供二进制搜索的性能,也不应该慢得多。当然,这又取决于您的团体数量和每组的观察数量。但最好对这些事情进行基准测试并找出答案。

我会告诉你的。祝你好运:)。