R语言which函数详解以及Rcpp改写

引言

首先来介绍一下R语言which函数的作用：which函数在向量、矩阵、数据框，列表、因子这些数据结构中有这重要的作用，可以查找特定的元素返回其在数据中的索引，因此非常方便操作数据。

which 函数的介绍

which函数中的参数：

function (x, arr.ind = FALSE, useNames = TRUE)

which函数的源码：

which <- function(x, arr.ind = FALSE, useNames = TRUE)
{
wh <- .Internal(which(x))
if (arr.ind && !is.null(d <- dim(x)))
arrayInd(wh, d, dimnames(x), useNames=useNames) else wh
}
arrayInd <- function(ind, .dim, .dimnames = NULL, useNames = FALSE) {
##-- return a matrix length(ind) x rank == length(ind) x length(.dim)
m <- length(ind)
rank <- length(.dim)
wh1 <- ind - 1L
ind <- 1L + wh1 %% .dim[1L]
dnms <- if(useNames) {
list(.dimnames[[1L]][ind],
if(any(nzchar(nd <- names(.dimnames)))) nd else
if(rank == 2L) c(“row”, “col”) # for matrices
else paste0(“dim”, seq_len(rank)))
}
ind <- matrix(ind, nrow = m, ncol = rank, dimnames = dnms)
if(rank >= 2L) {
denom <- 1L
for (i in 2L:rank) {
denom <- denom * .dim[i-1L]
nextd1 <- wh1 %/% denom # (next dim of elements) - 1
ind[,i] <- 1L + nextd1 %% .dim[i]
}
}
storage.mode(ind) <- “integer”
ind
}

供给想改进的同学学习！

which函数的一些小例子

1

x <- sample(1:10,25,T)

x的值： 10 9 3 10 9 9 10 10 3 10 7 9 9 7 2 4 2 8 8 5 4 7 3 8 4

which(x == 10)

10在向量x中的位置：1 4 7 8 10

给向量x命名，测试一下useNames = TRUE是否起作用！

names(x) <- letters[1:25]
which(x == 10,useNames = FALSE)
which(x == 10,useNames = TRUE)

然而并没有什么卵用！

2

a <- matrix(rep(1:3,times = c(3,3,3)),3,3)
which(a == 1,arr.ind = T)
which(a == 1,arr.ind = F)
which(a == 1,arr.ind = T,useNames = TRUE)
which(a == 1,arr.ind = F,useNames = FALSE)

结果：

which函数的改进以及时间对比

针对向量版本的我这里就不展示了！
根据矩阵中的某个元素返回其在矩阵中的位置！
Rcpp代码：

sourceCpp(code = '
            #include 
         //[[Rcpp::depends("RcppArmadillo")]]
         //[[Rcpp::export]]
       arma::mat whicha(arma::mat matrix,int what){
          arma::uvec out;//查找索引值
          out = find(matrix == what);//查找索引值(从0开始)
          int n = matrix.n_rows; //行数
          int nl = out.n_elem; //查找元素总数
          
          arma::vec foo;
          arma::mat out1(nl,2);  //输出矩阵
          
       foo = arma::conv_to<arma::vec>::from(out); //查找值所在的向量索引
        out1.col(1) = floor(foo / n)+1;
        for(int i = 0;i < nl;i++){
            out1(i,0) = floor(out(i) % n)+1;}
        return out1;  }   ')

时间对比：

library(microbenchmark)

microbenchmark(which(z == 1,arr.ind = T),
               whicha(z,1) )