Самый быстрый способ поиска совпадающих строк
Мне интересно, какой самый быстрый способ найти все строки в объекте xts
, которые совпадают с одной конкретной строкой
library(xts)
nRows <- 3
coreData <- data.frame(a=rnorm(nRows), b=rnorm(nRows), c=rnorm(nRows))
testXts1 <- xts(coreData, order.by=as.Date(1:nRows))
testXts2 <- xts(coreData, order.by=as.Date((nRows + 1):(2*nRows)))
testXts3 <- xts(coreData, order.by=as.Date((2*nRows + 1):(3*nRows)))
testXts <- rbind(testXts1, testXts2, testXts3)
> testXts
a b c
1970-01-02 -0.3288756 1.441799 1.321608
1970-01-03 -0.7105016 1.639239 -2.056861
1970-01-04 0.1138675 -1.782825 -1.081799
1970-01-05 -0.3288756 1.441799 1.321608
1970-01-06 -0.7105016 1.639239 -2.056861
1970-01-07 0.1138675 -1.782825 -1.081799
1970-01-08 -0.3288756 1.441799 1.321608
1970-01-09 -0.7105016 1.639239 -2.056861
1970-01-10 0.1138675 -1.782825 -1.081799
rowToSearch <- first(testXts)
> rowToSearch
a b c
1970-01-02 -0.3288756 1.441799 1.321608
indicesOfMatchingRows <- unlist(apply(testXts, 1, function(row) lapply(1:NCOL(row), function(i) row[i] == coredata(rowToSearch[, i]))))
testXts[indicesOfMatchingRows, ]
a b c
1970-01-02 -0.3288756 1.441799 1.321608
1970-01-05 -0.3288756 1.441799 1.321608
1970-01-08 -0.3288756 1.441799 1.321608
Я уверен, что это можно сделать более элегантным и быстрым способом.
Более общий вопрос заключается в том, как вы говорите в R "У меня есть эта матрица строк [5,], как я могу найти (индексы) других строк в матрице, которые совпадают с матрицей [5,]".
Как это сделать в data.table
?
Ответы
Ответ 1
Поскольку вы сказали, что скорость - ваша главная проблема, вы можете получить ускорение даже над решением data.table с Rcpp:
library(Rcpp)
cppFunction(
"LogicalVector compareToRow(NumericMatrix x, NumericVector y) {
const int nr = x.nrow();
const int nc = x.ncol();
LogicalVector ret(nr, true);
for (int j=0; j < nr; ++j) {
for (int k=0; k < nc; ++k) {
if (x(j, k) != y[k]) {
ret[j] = false;
break;
}
}
}
return ret;
}")
testXts[compareToRow(testXts, rowToSearch),]
# a b c
# 1970-01-02 1.324457 0.8485654 -1.464764
# 1970-01-05 1.324457 0.8485654 -1.464764
# 1970-01-08 1.324457 0.8485654 -1.464764
Здесь сравнивается довольно большой экземпляр (с 1 миллионом строк):
set.seed(144)
bigXts <- testXts[sample(nrow(testXts), 1000000, replace=TRUE),]
testDT <- as.data.frame(bigXts)
josilber <- function(x, y) x[compareToRow(x, y),]
roland.base <- function(x, y) x[colSums(t(x) != as.vector(y)) == 0L,]
library(data.table)
roland.dt <- function(testDT, y) {
setDT(testDT, keep.rownames=TRUE)
setkey(testDT, a, b, c)
testDT[setDT(as.data.frame(y))]
}
library(microbenchmark)
microbenchmark(josilber(bigXts, rowToSearch), roland.base(bigXts, rowToSearch), roland.dt(testDT, rowToSearch), times=10)
# Unit: milliseconds
# expr min lq mean median uq max
# josilber(bigXts, rowToSearch) 7.830986 10.24748 45.64805 14.41775 17.37049 258.4404
# roland.base(bigXts, rowToSearch) 3530.042324 3964.72314 4288.05758 4179.64233 4534.21407 5400.5619
# roland.dt(testDT, rowToSearch) 32.826285 34.95014 102.52362 57.30213 130.51053 267.2249
В этом тесте предполагается, что объект был преобразован в кадр данных (~ 4 секунды) перед вызовом roland.dt
и что compareToRows
был скомпилирован (~ 3 секунды накладные расходы) перед вызовом josilber
. Решение Rcpp примерно в 300 раз быстрее, чем базовое R-решение, и примерно в 4 раза быстрее, чем решение data.table в срединной среде исполнения. Подход, основанный на digest
, был неконкурентоспособным, и каждый раз он выполнял более 60 секунд.
Ответ 2
Ниже приведено более быстрое базовое решение R:
ind <- colSums(t(testXts) != as.vector(rowToSearch)) == 0L
testXts[ind,]
Вот решение, использующее соединение data.table:
library(data.table)
testDT <- as.data.frame(testXts)
setDT(testDT, keep.rownames=TRUE)
setkey(testDT, a, b, c)
testDT[setDT(as.data.frame(rowToSearch))]
Однако, я был бы осторожен, если сравнивает числа с плавающей запятой.
Ответ 3
Это не использует data.table
, но может быть довольно быстрым. Вы можете сделать это путем хэширования строк,
library(digest)
hash <- apply(testXts, 1, digest)
testXts[which(hash[1] == hash)]
# a b c
# 1970-01-02 0.8466816 -0.7129076 -0.5742323
# 1970-01-05 0.8466816 -0.7129076 -0.5742323
# 1970-01-08 0.8466816 -0.7129076 -0.5742323
Ответ 4
Простейшим решением data.table
является, вероятно, следующее:
merge(as.data.table(testXts), as.data.table(rowToSearch, keep.rownames=FALSE))
Возврат:
a b c index
1: 1.685138 -0.3039018 -1.550871 1970-01-02
2: 1.685138 -0.3039018 -1.550871 1970-01-05
3: 1.685138 -0.3039018 -1.550871 1970-01-08
Почему это работает:
merge = внутреннее соединение на общих столбцах, если не указано иное. Это внутреннее соединение возвращает только столбцы с одинаковыми значениями (a, b, c) как rowToSearch.
keep.rownames=FALSE
с правой стороны гарантирует, что индекс даты rowToSearch (который не нужен) отбрасывается и не вводит общие столбцы для соединения.