如何计算 R 中的 7 天移动平均线？

Question

我正在使用 zoo 包的 rollmean 函数来计算简单的 7 天移动平均线。该函数有一个参数 align，如果我输入 "right"、"center" 或 "left"，它会更改值。它们有什么区别？

示例代码：

test <- sample(1:50)
data <- rollmean(test, 7, fill = list(NA, NULL, NA), align = "right")

test <- cbind(test, data)

Answer 1

我认为将所有 3 个结果并排查看很有启发意义：

library(zoo)
means <- sapply(c("right","center","left"),
                function(x)zoo::rollmean(test,7,align = x, na.pad = TRUE))
cbind(test,means)
      test    right   center     left
 [1,]    6       NA       NA 19.28571
 [2,]   50       NA       NA 21.42857
 [3,]   11       NA       NA 15.28571
 [4,]   16       NA 19.28571 15.00000
 [5,]    1       NA 21.42857 19.42857
 [6,]   26       NA 15.28571 25.28571
 [7,]   25 19.28571 15.00000 22.71429
 [8,]   21 21.42857 19.42857 24.42857
 [9,]    7 15.28571 25.28571 22.00000
[10,]    9 15.00000 22.71429 23.42857
...
[40,]   41 27.28571 31.85714 33.57143
[41,]   49 29.42857 31.71429 33.85714
[42,]   35 33.71429 31.42857 30.00000
[43,]   20 31.85714 33.57143 26.85714
[44,]   44 31.71429 33.85714 25.42857
[45,]   28 31.42857 30.00000       NA
[46,]   18 33.57143 26.85714       NA
[47,]   43 33.85714 25.42857       NA
[48,]   22 30.00000       NA       NA
[49,]   13 26.85714       NA       NA
[50,]   10 25.42857       NA       NA

Answer 2

?rollmean 说：

character specifying whether the index of the result should be left- or right-aligned or centered (default) compared to the rolling window of observations.

让我们看几个不同的例子。我将使用 rollmax，因为它的结果 easier/faster 比（比方说）rollmean 好一些。此外，由于我认为填充有助于可视化，我将包括 fill=NA，确保所有 returns 与输入的长度相同。最后，我将 rbind 它们进行垂直对齐。

set.seed(4)
vec <- sample(100, size = 15)

宽度为5的第一个window，它看59到79之间的值，最大值是79，而align="left"，它把结果放在最左边原始向量的位置。

rbind(vec) # illustrative
#      [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8] [,9] [,10] [,11] [,12] [,13] [,14] [,15]
# vec    59    1   29   27   79   25   69   85   88     7    68    26     9    84    36
###      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ numbers considered in first window
###                          ^^ results go in this position when align="right"
###                ^^ results go in this position when align="center"
###      ^^ results go in this position when align="left"

所以看看这三个，注意 79 去哪里......以及 NA 垫在哪里。

rbind(
  vec = vec,
  left = rollmax(vec, k=5, align="left", fill=NA),
  center = rollmax(vec, k=5, align="center", fill=NA),
  right = rollmax(vec, k=5, align="right", fill=NA)
)
#        [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8] [,9] [,10] [,11] [,12] [,13] [,14] [,15]
# vec      59    1   29   27   79   25   69   85   88     7    68    26     9    84    36
# left     79   79   79   85   88   88   88   88   88    84    84    NA    NA    NA    NA
# center   NA   NA   79   79   79   85   88   88   88    88    88    84    84    NA    NA
# right    NA   NA   NA   NA   79   79   79   85   88    88    88    88    88    84    84

Answer 3

align 在 rollmean 和 rollapply 中具有相同的含义，但在 rollapply 中更容易看到，因为使用输入数据 1:8 和 window 宽度为 3 并使用 toString 而不是 mean 作为要应用的函数，我们可以显示每个点使用了哪些索引。

对齐是指 window 的哪条边（或中心）与当前点对齐，因为我们遍历输入的连续位置。

因此使用长度为 3 的 window，它使用当前位置的值和前 2 个位置的值对齐 = "right"。例如，对于输入 1:8 的第一个位置，不存在右端位于第一个位置的 3 个值的 window，因此我们得到 NA。对于输入的第二个位置，到那个点只有 2 个位置，所以再一次没有 window 的 3 个位置的右端在当前位置，所以我们再次得到 NA。对于第三个位置，有三个位置以位置 3 结尾，因此我们将 c(1, 2, 3) 传递给 toString，其格式化如下所示。对于第 4 个位置，还有 3 个位置的右端位于位置 4，因此我们得到 2、3、4 等等，如下面代码中标记为## 的第一行所示。

对于 align = "center" 它将 window 的中心放在当前位置，因此它使用先前值、当前值和下一个值。

对于 align = "left" 它将 window 的左端放在当前位置，因此它使用当前值和接下来的 2 个值。

library(zoo)
x <- 1:8

rollapply(x, 3, toString, align = "right", fill = NA)
## [1] NA        NA        "1, 2, 3" "2, 3, 4" "3, 4, 5" "4, 5, 6" "5, 6, 7" "6, 7, 8"

rollapply(x, 3, toString, align = "center", fill = NA)
## [1] NA        "1, 2, 3" "2, 3, 4" "3, 4, 5" "4, 5, 6" "5, 6, 7" "6, 7, 8" NA       

rollapply(x, 3, toString, align = "left", fill = NA)
## [1] "1, 2, 3" "2, 3, 4" "3, 4, 5" "4, 5, 6" "5, 6, 7" "6, 7, 8" NA        NA

请注意，如果未指定 align= 并且有包装器 rollmeanr 和 rollapplyr（请注意最后的 r，则 align = "center" 是默认值)，默认为 align = "right".

如何计算 R 中的 7 天移动平均线？

How to calculate 7-day moving average in R?

r

zoo