将一个向量提升为另一个向量的幂

Question

我有两个向量，base <- 1:10 , 和 power <- 1:10 ;我想要的是使用 for循环以使用功率向量提高基本向量的每个元素的功率。 即 c([1^1,1^2,...],[2^1, 2^2,...],[3^1,3^2,...]...) 我试过嵌套 for循环，但由于我是 R 的新手，所以我不知道如何让它工作。我的代码是:

for (i in 1:10) {
  for (m in 1:10) {
    rows <- i^m
  }
} 

Answer 1

我们可以用 outer 来做到这一点。

b <- 1:4; p <- 1:3

outer(b, p, `^`)
#      [,1] [,2] [,3]
# [1,]    1    1    1
# [2,]    2    4    8
# [3,]    3    9   27
# [4,]    4   16   64

如果需要向量，as.vector

outer(b, p, `^`) |> as.vector()

还有一个列表

outer(b, p, `^`) |> as.data.frame() |> as.list()
# $V1
# [1] 1 2 3 4
# 
# $V2
# [1]  1  4  9 16
# 
# $V3
# [1]  1  8 27 64

循环可能看起来像这样，

b <- 1:4; p <- 1:3
res <- array(dim=c(length(b), length(p)))
for (i in seq_along(b)) {
  for (j in seq_along(p)) {
    res[i, j] <- b[i]^p[j]
  }
} 
res
#      [,1] [,2] [,3]
# [1,]    1    1    1
# [2,]    2    4    8
# [3,]    3    9   27
# [4,]    4   16   64

但它在 R 中非常效率低下。

不过，我们可以在 Rcpp 中完成。

Rcpp::sourceCpp(code='
  #include <Rcpp.h>
  using namespace Rcpp;

  // [[Rcpp::export]]
  NumericMatrix powv(NumericVector b, NumericVector p) {
    int blen = b.size();
    int plen = p.size();
    NumericMatrix m(blen, plen);
    for (int i = 0; i < blen; i++) {
      for (int j = 0; j < plen; j++) {
        m(i, j) = std::pow(b[i], p[j]);
      }
    }
    return m;
  }
')
powv(b, p)
#      [,1] [,2] [,3]
# [1,]    1    1    1
# [2,]    2    4    8
# [3,]    3    9   27
# [4,]    4   16   64

微基准测试

b <- seq(0, 5, .01); p <- seq(0, 5, .01)
microbenchmark::microbenchmark(
  outer=outer(b, p, `^`),
  powv=powv(b, p),
  Power_rui=Power(b, p),
  `for`=forfun(b, p),
  check='equal'
)


# Unit: milliseconds
#      expr       min        lq      mean    median        uq      max neval
#     outer  9.700440  9.922495 10.341630  9.981673 10.081983 13.71488   100
#      powv  6.389418  6.418062  6.552114  6.434775  6.478917  8.35611   100
# Power_rui 11.074284 11.131459 11.433523 11.178858 11.267215 13.77799   100
#       for 39.902641 40.970678 42.190528 42.313148 42.825829 47.53356   100