r - 集成 C 子函数以优化 R 代码

Question

我有一个执行各种操作的现有 R 脚本，我希望创建一个 C 子函数来优化它的特定部分。我的目标是将这个 C 子函数集成到 R Desktop 中，以提高性能和效率。

例如，假设我想对向量 x 和 y 相乘获得的元素求和。在 R 中，我可以使用以下代码实现此目的:

R 代码

x <- c(1, 2, 3)
y <- c(4, 5, 6)
z <- sum(x * y)  

使用 oneMKL 可以执行相同的操作，如下所示:

#include <stdio.h>
#include <mkl.h>
int main() {
    double x[] = {1.0, 2.0, 3.0};
    double y[] = {4.0, 5.0, 6.0};
    double z;
    // Perform vector multiplication and summation using Intel MKL
    z = cblas_ddot(3, x, 1, y, 1);
    printf("Result: %lf\n", z);
    return 0;
}

使用 CMD 编译 .c 函数后，我得到:

C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI>cd C:/Users/Administrator/Desktop
C:\Users\Administrator\Desktop>icx -o example example.c /Qmkl /MD
Intel(R) oneAPI DPC++/C++ Compiler for applications running on Intel(R) 64, Version 2023.1.0 Build 20230320
Copyright (C) 1985-2023 Intel Corporation. All rights reserved.

C:\Users\Administrator\Desktop>example.exe
Result: 32.000000 

我想要做的是将 Rscript 代码的第 4 行替换为 .c 函数。我面临两个问题:

<强>1。将 C 函数转换为通用输入:

我不知道我是否正确定义了该函数。

#include <stdio.h>
#include <mkl.h>

void multiplyAndSum(double *x, double *y, int length, double *result) {
    *result = cblas_ddot(length, x, 1, y, 1);
}

<强>2。在R中调用C函数:

我不知道如何在 R 中调用步骤 1 中的 .c 函数。有没有办法编译该函数并在 R Desktop 中显式运行它，而不使用命令提示符 (cmd)

拜托，我知道我的问题可能很基本，但我的知识有限。理想情况下，我将非常感谢逐步的答案。我已经在windows平台上安装了Intel oneAPI Base Toolkit。

最诚挚的问候， 阿纳斯塔西娅

PS:我的环境变量如下图所示。也许这些信息可以帮助您帮助我。

Answer 1

这是问题中 C 函数的工作示例。

C 代码，文件 so_77177870.c

// file: so_77177870.c
#include <R.h>
#include <mkl.h>

void multiplyAndSum(double *x, double *y, int *length, double *result) {
  *result = cblas_ddot(*length, x, 1, y, 1);
}

编译上面的代码

R CMD SHLIB so_77177870.c

这将在 Windows 中生成一个共享库，扩展名为 .dll。 然后，在 R 中加载库并编写包装函数 dotprod。 C 代码的返回值是它的最后一个参数。

参见Writing R Extensions, section 5.2 .

dynLoad <- function(dynlib){
  dynlib <- paste0(dynlib, .Platform$dynlib.ext)
  dyn.load(dynlib)
}
dynUnload <- function(dynlib){
  dynlib <- paste0(dynlib, .Platform$dynlib.ext)
  dyn.unload(dynlib)
}

dotprod <- function(x, y) {
  .C("multiplyAndSum", 
     as.double(x), as.double(y), 
     as.integer(length(x)),
     result = double(1)
  )$result
}

# load the shared library, in this case so_77177870.dll
dll <- "so_77177870"
dynLoad(dll)

x <- c(1, 2, 3)
y <- c(4, 5, 6)

sum(x * y)  
#> [1] 32
dotprod(x, y)
#> [1] 32

# unload the shared library when done
dynUnload(dll)

^{创建于 2023 年 9 月 26 日 reprex v2.0.2}