使用 Rcpp 无法更快地获取 all()

Question

由于我对 Rcpp 有点陌生，我可能在这里遗漏了一个技巧。

让我们创建两个矩阵：

library(Rcpp)
library(microbenchmark)

P <- matrix(0, 200,500)
for(i in 1:500) P[,i] <- rep(rep(sample(0:1), 2), 25)
Parent_Check <- matrix(0, nrow(P), nrow(P))

我现在想完成以下工作：

Test1 <- function(){
  for (i in 1:nrow(P)) {
    Parent_Check[i,] <- apply(P, 1, function(x) all(x == P[i,]))
  }

}
Test1()

然后我为all()创建了一个Rcpp版本希望能提高速度，定义为：

Rcpp::cppFunction(

'bool all_C(LogicalVector x) {
  // Note the use of is_true to return a bool type.
  return is_true(all(x == TRUE));
 }
'  
)

使用 all_C 检查速度，事实证明速度较慢：

Test2 <- function(){
  for (i in 1:nrow(P)) {
    Parent_Check[i,] <- apply(P, 1, function(x) all_C(x == P[i,]))
  }
  Parent_Check
}

microbenchmark::microbenchmark(Test1(), Test2(), times = 10)

    expr      min       lq     mean   median       uq      max neval
 Test1() 467.9671 471.1590 488.1784 479.4830 485.4755 578.5338    10
 Test2() 544.6561 552.7025 587.8888 570.4416 641.1202 657.7581    10

问题是，all_C() 比 all() 慢，所以我怀疑 Test2() 的慢速需要更好的 all_C 调用以及避免应用的方法上面的例子。

我尝试使用 this answer 在 Rcpp 中重写 apply，但是使用这个 Rcpp apply 函数会使它变得更慢。

关于如何使用 Rcpp 提高 Test1() 的速度有什么想法吗？

Answer 1

正如评论中所提到的，试图获得更快的 all() 在这里不太可能有帮助。相反，您可能希望将循环移动到 C++ 中。这样做也会给你更多的控制权：例如，你可以避免总是比较行的所有元素，而是在第一个不相等的元素上短路。

这是我对更快解决方案的看法：

Rcpp::cppFunction('
// For all rows, check if it is equal to all other rows
LogicalMatrix f2(const NumericMatrix& x) {
  size_t n = x.rows();
  size_t p = x.cols();
  LogicalMatrix result(n, n);

  for (size_t i = 0; i < n; i++) {
    for (size_t j = 0; j < i; j++) {
      bool rows_equal = true;

      for (size_t k = 0; k < p; k++) {
        if (x(i, k) != x(j, k)) {
          rows_equal = false;
          break;
        }
      }

      result(i, j) = rows_equal;
      result(j, i) = rows_equal;
    }
    result(i, i) = true;
  }

  return result;
}
')

原始实现：

set.seed(4)

P <- matrix(0, 200,500)
for(i in 1:500) P[,i] <- rep(rep(sample(0:1), 2), 25)

f1 <- function(P) {
  Parent_Check <- matrix(0, nrow(P), nrow(P))
  for (i in 1:nrow(P)) {
    Parent_Check[i,] <- apply(P, 1, function(x) all(x == P[i,]))
  }
  Parent_Check
}

结果：

bench::mark(f1(P), f2(P) * 1)
#> Warning: Some expressions had a GC in every iteration; so filtering is
#> disabled.
#> # A tibble: 2 x 6
#>   expression      min   median `itr/sec` mem_alloc `gc/sec`
#>   <bch:expr> <bch:tm> <bch:tm>     <dbl> <bch:byt>    <dbl>
#> 1 f1(P)      736.18ms 736.18ms      1.36     697MB    27.2 
#> 2 f2(P) * 1    6.37ms   6.95ms    134.       471KB     1.96

使用 Rcpp 无法更快地获取 all()

Not getting all() quicker using Rcpp

r

rcpp

rcppparallel

rcpparmadillo