R: áp dụng chức năng trên ma trận và giữ kích thước ma trận

Question

Vì vậy, tôi muốn áp dụng một hàm trên một ma trận trong R. này hoạt động thực sự trực giác cho các chức năng đơn giản:

> (function(x)x*x)(matrix(1:10, nrow=2)) 
[,1] [,2] [,3] [,4] [,5] 
[1,] 1 9 25 49 81 
[2,] 4 16 36 64 100 

... nhưng rõ ràng tôi không hiểu tất cả các hoạt động của nó:

> m = (matrix(1:10, nrow=2)) 
> (function(x) if (x %% 3 == 0) { return(NA) } else { return(x+1) })(m) 
    [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] 
[1,] 2 4 6 8 10 
[2,] 3 5 7 9 11 
Warning message: 
In if (x == 3) { : 
    the condition has length > 1 and only the first element will be used 

tôi đọc lên về vấn đề này và phát hiện ra về Vectorize và sapply, mà cả hai có vẻ tuyệt vời và giống như những gì tôi muốn, ngoại trừ việc cả trong số họ chuyển đổi ma trận của tôi vào một danh sách:

> y = (function(x) if (x %% 3 == 0) { return(NA) } else { return(x+1) }) 
> sapply(m, y) 
[1] 2 3 NA 5 6 NA 8 9 NA 11 
> Vectorize(y)(m) 
[1] 2 3 NA 5 6 NA 8 9 NA 11 

... trong khi tôi muốn giữ nó trong ma trận với kích thước hiện tại của nó. Làm thế nào tôi có thể làm điều này? Cảm ơn!

Answer 1

@Joshua Ulrich (và Dason) có một câu trả lời tuyệt vời. Và làm điều đó trực tiếp mà không cần chức năng y là giải pháp tốt nhất. Nhưng nếu bạn thực sự cần cần để gọi hàm, bạn có thể làm cho nó nhanh hơn bằng cách sử dụng vapply. Nó tạo ra một vector mà không kích thước (như sapply, nhưng nhanh hơn), nhưng sau đó bạn có thể thêm chúng lại sử dụng structure:

# Your function (optimized) 
y = function(x) if (x %% 3) x+1 else NA 

m <- matrix(1:1e6,1e3) 
system.time(r1 <- apply(m,1:2,y)) # 4.89 secs 
system.time(r2 <- structure(sapply(m, y), dim=dim(m))) # 2.89 secs 
system.time(r3 <- structure(vapply(m, y, numeric(1)), dim=dim(m))) # 1.66 secs 
identical(r1, r2) # TRUE 
identical(r1, r3) # TRUE 

... Như bạn thấy, cách tiếp cận vapply khoảng 3x nhanh hơn apply ... Và lý do vapply nhanh hơn sapply là sapply phải phân tích kết quả để tìm ra rằng nó có thể được đơn giản hóa thành một vector số. Với vapply, bạn chỉ định loại kết quả (numeric(1)), vì vậy nó không phải đoán ...

CẬP NHẬT tôi đã tìm ra khác (ngắn hơn) cách bảo quản cấu trúc ma trận:

m <- matrix(1:10, nrow=2) 
m[] <- vapply(m, y, numeric(1)) 

Bạn chỉ cần gán các giá trị mới cho đối tượng sử dụng m[] <-. Sau đó, tất cả các thuộc tính khác được giữ nguyên (như dim, dimnames, class v.v.).

Answer 2

Một cách là sử dụng apply trên cả hàng và cột:

apply(m,1:2,y) 
    [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] 
[1,] 2 NA 6 8 NA 
[2,] 3 5 NA 9 11 

Bạn cũng có thể làm điều đó với subscripting vì == đã được vector hóa:

m[m %% 3 == 0] <- NA 
m <- m+1 
m 
    [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] 
[1,] 2 NA 6 8 NA 
[2,] 3 5 NA 9 11 

Answer 3

Ví dụ cụ thể này, bạn có thể chỉ làm điều gì đó như thế này

> # Create some fake data 
> mat <- matrix(1:16, 4, 4) 
> # Set all elements divisible by 3 to NA 
> mat[mat %% 3 == 0] <- NA 
> # Add 1 to all non NA elements 
> mat <- mat + 1 
> mat 
    [,1] [,2] [,3] [,4] 
[1,] 2 6 NA 14 
[2,] 3 NA 11 15 
[3,] NA 8 12 NA 
[4,] 5 9 NA 17 

Answer 4

Có một chút tinh tế của dung dịch Dason và Josh sử dụng ifelse.

mat <- matrix(1:16, 4, 4) 
ifelse(mat %% 3 == 0, NA, mat + 1) 
    [,1] [,2] [,3] [,4] 
[1,] 2 6 NA 14 
[2,] 3 NA 11 15 
[3,] NA 8 12 NA 
[4,] 5 9 NA 17