R函数以滚动方式切片vector/matrix

Question

我曾经见过这个函数，但现在记不起它的名字了。该函数对输入 vector/matrix 执行滚动切片并输出高一维的矩阵。这是函数的作用：

rolling_slice <- function(v,window){
  rows = length(v)-window+1
  m <- matrix(0,rows,window)
  for(i in 1:rows){m[i,] <- v[i:(i+window-1)]}
  return(m)
}

带有矢量输入的示例输出如下所示：

> v <- 1:10
> rolling_slice(v,3)
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    2    3
[2,]    2    3    4
[3,]    3    4    5
[4,]    4    5    6
[5,]    5    6    7
[6,]    6    7    8
[7,]    7    8    9
[8,]    8    9   10

尝试找到它的原因是我想加快 R 中的滚动 window 操作，我希望这个函数可以通过预先索引输入数据来提供帮助。

Answer 1

听起来 zoo:rollapply/rapply() 或 roll*() 就是您所需要的。您的实际最终应用程序是什么：滚动均值、中位数、加权和、过滤器、滚动标准差，还是其他？我怀疑您的最终应用程序只是采用滑动 window 切片。生成大量不必要的临时数据结构毫无意义，因为它会破坏内存和性能。

此外，就性能而言，这听起来像是 data.table 的顺序访问将胜过 dplyr/tibbles/tidyverse 的情况。您使用的是什么数据结构？

Answer 2

我刚刚发现了基础 R 函数 embed，现在它是我最喜欢的东西之一：

> numcol <- 3
> embed(1:10, numcol)
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    2    1
[2,]    4    3    2
[3,]    5    4    3
[4,]    6    5    4
[5,]    7    6    5
[6,]    8    7    6
[7,]    9    8    7
[8,]   10    9    8

它基本上完全按照您的描述通过制作数据的滚动矩阵 windows，第二个输入是 window 大小。如果顺序很重要，您可以使用以下方式反转列：

embed(1:10, numcol)[ , numcol:1]

Answer 3

你可以在 base R 中进行向量化：

window <- 3
m <- diag(length(v)-window+1)
(row(m)+col(m)-1)[,1:window]

    # [,1] [,2] [,3]
# [1,]    1    2    3
# [2,]    2    3    4
# [3,]    3    4    5
# [4,]    4    5    6
# [5,]    5    6    7
# [6,]    6    7    8
# [7,]    7    8    9
# [8,]    8    9   10

R函数以滚动方式切片vector/matrix

R Function to slice a vector/matrix in a rolling manner

r

zoo

sliding-window