Replicate()还是for循环？

Question

有人知道replicate()函数在R中是如何工作的吗?相对于使用for循环，它的效率有多高？

例如，在…之间有效率差异吗？

means <- replicate(100000, mean(rnorm(50)))

还有..。

means <- c()
for(i in 1:100000) { 
   means <- c(means, mean(rnorm(50)))
}

(我可能在上面输入了一些东西，但你明白我的意思。)

Answer 1

您可以只对代码进行基准测试，并根据经验获得答案。请注意，我还添加了第二个for循环风格，它通过预分配向量来绕过不断增长的向量问题。

repl_function = function(no_rep) means <- replicate(no_rep, mean(rnorm(50)))
for_loop = function(no_rep) {
   means <- c()
   for(i in 1:no_rep) { 
      means <- c(means, mean(rnorm(50)))
   }
   means
}
for_loop_prealloc = function(no_rep) {
   means <- vector(mode = "numeric", length = no_rep)
   for(i in 1:no_rep) { 
      means[i] <- mean(rnorm(50))
   }
   means
}

no_loops = 50e3
benchmark(repl_function(no_loops), 
          for_loop(no_loops), 
          for_loop_prealloc(no_loops), 
          replications = 3)

                         test replications elapsed relative user.self sys.self
2          for_loop(no_loops)            3  18.886    6.274    17.803    0.894                          
3 for_loop_prealloc(no_loops)            3   3.209    1.066     3.189    0.000                          
1     repl_function(no_loops)            3   3.010    1.000     2.997    0.000                          
  user.child sys.child
2          0         0                                                                                  
3          0         0                                                                                  
1          0         0 

查看relative列，未预分配的for循环要慢6.2倍。但是，预分配的for循环与replicate一样快。

Answer 2

replicate是sapply的包装器，而which本身也是lapply的包装器。lapply最终是一个用C编写的.Internal函数，它以一种优化的方式执行循环，而不是通过解释器。它的主要优点是高效的内存管理，特别是与上面介绍的效率非常低的向量增长方法相比。

Answer 3

我对replicate有一种非常不同的体验，这也让我感到困惑。与for相比，当我使用replicate时，我的R崩溃和笔记本电脑挂起的情况经常发生，这让我感到惊讶，因为上面提到的原因，我还希望一个C编写的函数比for循环性能更好。例如，如果您执行下面的函数，您将看到for循环比replicate更快

system.time(for (i in 1:10) runif(1e7))
#    user  system elapsed 
#    3.340   0.218   3.558 

system.time(replicate(10, runif(1e7)))
#    user  system elapsed 
#    4.622   0.484   5.109

因此，使用10复制时，for循环明显更快。如果你重复100次，你会得到类似的结果。所以我想知道是否有人能拿出一个例子来展示它与for相比的实用的特权。

我还为runif(1e7)创建了一个函数，这在比较中没有什么不同。基本上，我没有提供任何示例来展示replicate的优势。