当被要求处理矢量输入与独立用户输入时，函数计算错误答案的问题

Question

功能概述

我创建了一个函数来计算结果方位之间的方向变化(这是根据我的纬度和经度数据计算得出的)。

方向角始终相对于北-南线(即远离北的度数)，因此彼此平行，并且是较正的(0 -> +180)或负的(0 -> -180)。我已经考虑到了方位的符号(正的或负的)和‘幅度’(>90或<90)，这使得我可以使用基本的trig来创建‘规则’来计算方向变化。

该函数评估两个结果方向(即A- TO - B)，对方向(正方向或负方向)和方向值(>90或<90)进行分类。它使用这些分类来确定要使用哪个“规则”，然后使用与该规则相关联的计算来计算方向变化。请参见下面的函数：

函数

analyzeGPS_DirectionChange <- function(bearingVec1, bearingVec2) {

  a1 <- ifelse (bearingVec1 >= 0.00, "positive", "negitive")
  a2 <- ifelse (bearingVec2 >= 0.00, "positive", "negitive")
  Bearing_Signs <- paste(a1, a2)

  b1 <- ifelse (abs(bearingVec1) < 90.00, "less", "greater")
  b2 <- ifelse (abs(bearingVec2) < 90.00, "less", "greater")
  Bearing_Values <- paste(b1, b2)

  print(Bearing_Signs)
  print(Bearing_Values)

  if (Bearing_Signs == "positive positive" && Bearing_Values == "less less") {
      Direction_Change <- (90 - bearingVec1) + (90 + bearingVec2)
      } else if (Bearing_Signs == "positive positive" && Bearing_Values == "less greater") {
      Direction_Change <- (180 - bearingVec2) + bearingVec1
      } else if (Bearing_Signs == "positive positive" && Bearing_Values == "greater less") {
      Direction_Change <- 180 - ((bearingVec1 - 90) + (90 - bearingVec2))
      } else if (Bearing_Signs == "positive positive" && Bearing_Values == "greater greater") {
      Direction_Change <- (bearingVec1 - 90) + (180 - bearingVec2) + 90 
  }

  if (Bearing_Signs == "positive negitive" && Bearing_Values == "less less") {
      Direction_Change <- 180 - (abs(bearingVec2) + bearingVec1)
      } else if (Bearing_Signs == "positive negitive" && Bearing_Values == "less greater") {
      Direction_Change <- 180 - (90 + (90 - bearingVec1) + (180 - abs(bearingVec2)))
      } else if (Bearing_Signs == "positive negitive" && Bearing_Values == "greater less") {
      Direction_Change <- 90 - ((bearingVec1 - 90) + abs(bearingVec2))
      } else if (Bearing_Signs == "positive negitive" && Bearing_Values == "greater greater")  {
      Direction_Change <- 180 - ((180 - bearingVec1) + (180 - abs(bearingVec2)))
  }

  if (Bearing_Signs == "negitive positive" && Bearing_Values == "less less") {
      Direction_Change <- 180 - (abs(bearingVec1) + bearingVec2)
      } else if (Bearing_Signs == "negitive positive" && Bearing_Values == "less greater") {
      Direction_Change <- 180 - (90 + (90 - abs(bearingVec1)) + (180 - bearingVec2))
      } else if (Bearing_Signs == "negitive positive" && Bearing_Values == "greater less") {
      Direction_Change <- 90 - ((abs(bearingVec1) - 90) + bearingVec2)
      } else if (Bearing_Signs == "negitive positive" && Bearing_Values == "greater greater")  {
      Direction_Change <- 180 - ((180 - abs(bearingVec1)) + (180 - bearingVec2))
  }

  if (Bearing_Signs == "negitive negitive" && Bearing_Values == "less less") {
      Direction_Change <- (90 - abs(bearingVec2)) + (90 + abs(bearingVec1))
      } else if (Bearing_Signs == "negitive negitive" && Bearing_Values == "less greater") {
      Direction_Change <- (180 - abs(bearingVec2)) + abs(bearingVec1)
      } else if (Bearing_Signs == "negitive negitive" && Bearing_Values == "greater less") {
      Direction_Change <- (180 - abs(bearingVec1)) + abs(bearingVec2)
      } else if (Bearing_Signs == "negitive negitive" && Bearing_Values == "greater greater")  {
      Direction_Change <- (abs(bearingVec1) - 90) + 90 + (180 - abs(bearingVec2))
  }

 return(Direction_Change)

}

问题

当我使用该函数时，它会正确地计算方向角输入(我已经包含了print语句，以便您可以轻松地对其进行评估)。请看下面的工作示例(我手动检查了它和其他人，以仔细检查数学和赋值等...)

analyzeGPS_DirectionChange(bearingVec1 = 100.6587, bearingVec2 = 24.66356)

[1] "positive positive"
[1] "greater less"
[1] 104.0049

然而，当我在函数中运行两个代表结果点的向量时，一些计算正确，另一些是错误的。下面是一个例子：

bearingVec1 <- c(1.988956, 100.658682, 24.663563, 122.423408, -30.556419, 14.702280, -74.235212, -5.619550, 78.729953, -135.463404, -2.600200)
bearingVec2 <- c(100.658682, 24.663563, 122.423408, -30.556419, 14.702280, -74.235212, -5.619550, 78.729953, -135.463404, -2.600200, -6.733987)

analyzeGPS_DirectionChange(bearingVec1, bearingVec2)

 [1] "positive positive" "positive positive" "positive positive" "positive negitive" "negitive positive" "positive negitive"
 [7] "negitive negitive" "negitive positive" "positive negitive" "negitive negitive" "negitive negitive"
 [1] "less greater" "greater less" "less greater" "greater less" "less less"    "less less"    "less less"    "less less"   
 [9] "less greater" "greater less" "less less"   
 [1]  81.33027 255.99512  82.24015 332.97983 134.74130 268.93749 111.38434  95.65050 394.19336  47.13680 184.13379

乍一看，它似乎是有效的，但在实际值答案中有一些错误，请参阅上面的第一个示例，当我手动输入方位角值时，该示例计算正确-这些数字对应于我提供的样本数据中的bearingVec12和bearingVec22。

我不知道为什么当我为函数提供向量时，它的计算是错误的。请帮我解决这个问题！

Answer 1

这个问题源于if与&&的结合。来自&&的帮助

‘&’和‘&&’表示逻辑与，‘|’和‘||’表示逻辑或。较短的形式执行元素比较的方式与算术运算符非常相似。较长的形式从左到右计算，只检查每个向量的第一个元素。

也就是说，您的if子句将始终回退到第一个元素。不是你想要的。

另一方面，ifelse是矢量化的。因此，您可以将所有的if子句替换为ifelse构造，考虑到所有的嵌套ifs，这可能会变得非常棘手。

另一种解决方案是使用任何形式的循环来仅将单个值传递给函数。然而，这种方法不是很优雅，并且您没有充分利用R的内置功能来处理向量，并且可能比重写函数来正确处理向量慢得多，但您可以很容易地使用您的函数：

 purrr::map2_dbl(bearingVec1, bearingVec2, analyzeGPS_DirectionChange)
 # [1]  81.33027 104.00488  82.24016  27.02017 134.74130  91.06251 248.61566
 # [8]  95.65050  34.19336  47.13680 175.86621

另一种选择是使用Vectorize，它向量化了你的函数(基本上是在幕后做一个mapply )：

 Vectorize(analyzeGPS_DirectionChange)(bearingVec1, bearingVec2)
 # [1]  81.33027 104.00488  82.24016  27.02017 134.74130  91.06251 248.61566
 # [8]  95.65050  34.19336  47.13680 175.86621