对各种迭代应用贝叶斯模型(JAGS)

时间:2020-06-29 23:42:40

标签: r for-loop apply jags rjags

请考虑以下数据框:

set.seed(5678)
sub_df<- data.frame(clustersize= rep(1, 4), 
            lepsp= c("A", "B", "C", "D"), 
            dens= round(runif(4, c(0, 1)), 3), 
            db= sample(1:10, 4, replace=TRUE))

假设我想运行以下贝叶斯线性模型,该模型返回samples,一个mc.array对象:

library("rjags")
library("coda")
dataForJags <- list(dens=sub_df$dens, db=sub_df$db, N=length(sub_df$dens))


model<-"model{
  for(i in 1:N){
  dens[i] ~ dnorm(mu[i], tau)  
  # identity
  mu[i] <- int + beta1*db[i] 
  }
  tau ~ dgamma(0.1,0.1)
  int ~ dnorm(0, 0.001)
  beta1 ~ dnorm(0, 0.001) 
  }"

 ##compile
 
 mod1 <- jags.model(textConnection(model),data= dataForJags,n.chains=2)
 
 ##samples returns a list of mcarray objects  
 
 samples<-jags.samples(model= mod1,variable.names=c("beta1", 
 "int","mu","tau"),n.iter=100000)

鉴于samples$beta1[,,]代表jags模型参数的后验分布中的随机样本,那么总而言之,我的下一步将是计算后验分布的均值和95%可信区间。所以我会用:

coeff_output<- round(quantile(samples$beta1[,,],probs=c(0.5,0.025,0.975)),3)

现在,假设我的实际数据帧具有多个clustersize级别。

set.seed(5672)
df<- data.frame(clustersize= c(rep(1, 4), rep(2,4), rep(3, 3)), 
            lepsp= c("A", "B", "C", "D", "B", "C", "D", "E", "A", "D", "F"), 
            dens= round(runif(11, c(0, 1)), 3), 
            db= sample(1:10, 11, replace=TRUE))

我将如何分别为clustersize的每个级别运行此模型,并使用forloopapply函数将输出编译为单个结果数据帧?对于clustersize的每个级别,应将生成的mc.array对象samples输出到result_list,并将coeff_output输出到数据帧{{1} }。

下面,我分别计算每个result_coeff的输出,以生成预期结果列表和数据框。

clustersize

所需的最终输出:

 #clustersize==1
 sub_df1<- data.frame(clustersize= rep(1, 4), 
                 lepsp= c("A", "B", "C", "D"), 
                 dens= round(runif(4, c(0, 1)), 3), 
                 db= sample(1:10, 4, replace=TRUE))

dataForJags <- list(dens=sub_df$dens, db=sub_df$db, N=length(sub_df$dens))
model<-"model{
for(i in 1:N){
dens[i] ~ dnorm(mu[i], tau)  
mu[i] <- int + beta1*db[i] 
}
tau ~ dgamma(0.1,0.1)
int ~ dnorm(0, 0.001)
beta1 ~ dnorm(0, 0.001) 
}"

mod1 <- jags.model(textConnection(model),data= dataForJags,n.chains=2)

samples1<-jags.samples(model= mod1,variable.names=c("beta1", 
"int","mu","tau"),n.iter=100000)

coeff_output1<- 
data.frame(as.list(round(quantile(samples1$beta1[,,],probs=c(0.5,0.025,0.975)),3)))

#clustersize==2
sub_df2<- data.frame(clustersize=  rep(2,4), 
                 lepsp= c( "B", "C", "D", "E"), 
                 dens= round(runif(4, c(0, 1)), 3), 
                 db= sample(1:10, 4, replace=TRUE))
dataForJags <- list(dens=sub_df$dens, db=sub_df$db, N=length(sub_df$dens))
model<-"model{
for(i in 1:N){
dens[i] ~ dnorm(mu[i], tau)  
mu[i] <- int + beta1*db[i] 
}
tau ~ dgamma(0.1,0.1)
int ~ dnorm(0, 0.001)
beta1 ~ dnorm(0, 0.001) 
}"

mod1 <- jags.model(textConnection(model),data= dataForJags,n.chains=2)

samples2<-jags.samples(model= mod1,variable.names=c("beta1", 
 "int","mu","tau"),n.iter=100000)

coeff_output2<- 
data.frame(as.list(round(quantile(samples2$beta1[,,],probs=c(0.5,0.025,0.975)),3)))    

#clustersize==3
sub_df3<- data.frame(clustersize= rep(3, 3), 
                 lepsp= c("A", "D", "F"), 
                 dens= round(runif(3, c(0, 1)), 3), 
                 db= sample(1:10, 3, replace=TRUE))
dataForJags <- list(dens=sub_df$dens, db=sub_df$db, N=length(sub_df$dens))
model<-"model{
for(i in 1:N){
dens[i] ~ dnorm(mu[i], tau)  
mu[i] <- int + beta1*db[i] 
}
tau ~ dgamma(0.1,0.1)
int ~ dnorm(0, 0.001)
beta1 ~ dnorm(0, 0.001) 
}"

mod1 <- jags.model(textConnection(model),data= dataForJags,n.chains=2)

samples3<-jags.samples(model= mod1,variable.names=c("beta1", 
"int","mu","tau"),n.iter=100000)

coeff_output3<- 
data.frame(as.list(round(quantile(samples3$beta1[,,],probs=c(0.5,0.025,0.975)),3)))

这里是指向实际数据帧的链接。该解决方案应该能够处理集群大小最大为600的大型数据帧。

result_list<- list(samples1, samples2, samples3)

result_coeff<-rbind(coeff_output1, coeff_output2, coeff_output3)

2 个答案:

答案 0 :(得分:4)

这里有一些问题要考虑,这是由您尝试执行的操作规模引起的。您正在创建550个以上的jags.sample对象,每个对象有100000次迭代,然后尝试将所有对象存储在一个列表中。在大多数计算机上,这将导致内存问题:输出太大。

至少有两种方法可以解决此问题:

  1. 采取措施尽可能减少我们输入数据的内存使用。
  2. 调整我们的JAGS输出,以使其不会在每个链中保存那么多迭代。

我对您的代码进行了许多修改,以使其能够与您的实际数据集一起使用。

创建输入数据:

在您的原始代码中, clustersize db 都具有数据类型numeric,即使它们只需要是整数也是如此。 numeric类型占用8个字节,而integer类型仅占用4个字节。如果将这两列强制为integer类型,则实际上可以在下一步中将数据帧列表的内存大小减少约30%。

library("tidyverse")

#### Load Raw Data ####
df <- read_csv("example.csv") %>%
  select(-1) %>%
  mutate(clustersize = as.integer(clustersize),
         db = as.integer(db))

初始JAGS调整

您为每个链使用的迭代次数过多; niter = 100000很高。您还应该使用n.burn指定老化期,使用n.adapt指定适应期,并使用 thin指定稀疏参数。稀疏参数在这里特别重要-这直接减少了我们从每个链中节省的迭代次数。稀疏参数50表示我们只保存每50个结果。

有一些事后方法来选择您的细化参数,老化和适应期,但是这种讨论超出了SO的范围。有关所有这些参数的作用的一些基本信息,此处有一个很好的答案:https://stackoverflow.com/a/38875637/9598813。目前,我提供了允许该代码在整个数据集上运行的值,但我建议您仔细选择用于最终分析的值。

使用tidybayes

以下解决方案使用tidybayes软件包。这提供了干净的输出,并允许我们将所有系数汇总整齐地行绑定到单个数据帧中。请注意,我们使用coda.samples()而不是jags.samples(),因为这提供了更通用的MCMC对象,可以将其传递给spread_draws()。我们还使用了dplyr::group_split(),其计算效率比split()略高。

library("rjags")
library("coda")
library("tidybayes")

set.seed(5672)
result <- df %>% group_split(clustersize) %>% map(~{
  
  dataForJags <- list(dens=.x$dens, db=.x$db, N=length(.x$dens))
  
  # Declare model structure
  mod1 <- jags.model(textConnection(model),
                     data=dataForJags,
                     n.chains=2)
  
  # samples returns a list of mcmc objects  
  samples<-coda.samples(model=mod1,
                        variable.names=c("beta1","int","mu","tau"),
                        n.burn=10000,
                        n.adapt=5000,
                        n.iter=25000,
                        thin=50
  )
  # Extract individual draws
  samp <- spread_draws(samples, beta1)
  
  # Summarize 95% credible intervals
  coeff_output <- spread_draws(samples, beta1) %>%
    median_qi(beta1)

  list(samples = samp, coeff_output = coeff_output)
}) %>% transpose()

# List of sample objects
result$samples
# Dataframe of coefficient estimates and 95% credible intervals
result_coeff <- bind_rows(result$coeff_output, .id = "clustersize")

答案 1 :(得分:3)

您可以将_firebaseMessaging.configure( onMessage: (Map<String, dynamic> message) async { //print("Message $message"); _showNotification(1234, "GET title FROM message OBJECT", "GET description FROM message OBJECT", "GET PAYLOAD FROM message OBJECT"); return; } } 包中的mappurrr一起用于不同的split

clustersize

请注意,根据您的请求,使用library(rjags) library(coda) library(purrr) set.seed(5678) set.seed(5672) df<- data.frame(clustersize= c(rep(1, 4), rep(2,4), rep(3, 3)), lepsp= c("A", "B", "C", "D", "B", "C", "D", "E", "A", "D", "F"), dens= round(runif(11, c(0, 1)), 3), db= sample(1:10, 11, replace=TRUE)) model<-"model{ for(i in 1:N){ dens[i] ~ dnorm(mu[i], tau) # identity mu[i] <- int + beta1*db[i] } tau ~ dgamma(0.1,0.1) int ~ dnorm(0, 0.001) beta1 ~ dnorm(0, 0.001) }" # split data for different clustersize and calculate result result <- df %>% split(.$clustersize) %>% map(~{ dataForJags <- list(dens=.x$dens, db=.x$db, N=length(.x$dens)) ##compile mod1 <- jags.model(textConnection(model),data= dataForJags,n.chains=2) ##samples returns a list of mcarray objects samples<-jags.samples(model= mod1,variable.names=c("beta1","int","mu","tau"),n.iter=100000) coeff_output<- data.frame(as.list(round(quantile(samples$beta1[,,],probs=c(0.5,0.025,0.975)),3))) list(samples = samples, coeff_output = coeff_output) }) %>% transpose() result$samples result$coeff_output 将最终结果转换为purrr::transpose的样本和list的系数。