加速R代码的一般策略

首先，弄清楚慢的部分到底在哪里。没有必要优化运行速度不慢的代码。对于少量的代码，简单地思考一下就可以了。如果失败了，RProf和类似的分析工具可能会有所帮助。

一旦你找到了瓶颈，考虑更有效的算法来做你想做的事情。如果可能，计算应该只运行一次，因此:

存储结果并访问它们，而不是重复地重新计算 从循环中取出非依赖于循环的计算 避免不必要的计算(例如，不要使用固定搜索的正则表达式)

使用更有效的函数可以产生中等或较大的速度增益。例如，paste0会产生很小的效率提高，而. colsum()及其相关项会产生更明显的效率提高。Mean特别慢。

这样你就可以避免一些特别常见的问题:

Cbind会很快让你慢下来。 初始化数据结构，然后填充它们，而不是逐个展开它们 时间。 即使使用预分配，您也可以切换到按引用传递方法而不是按值传递方法，但这样做可能不值得这么麻烦。 看看R地狱更多的陷阱要避免。

尝试更好的向量化，这通常有帮助，但并不总是有帮助。在这方面，固有的向量化命令，如ifelse、diff等，将比apply命令系列提供更多的改进(对于编写良好的循环，apply命令系列几乎没有提高速度)。

您还可以尝试为R函数提供更多信息。例如，使用vapply而不是sapply，并在读入基于文本的数据时指定colClasses。速度的增加取决于你消除了多少猜测。

接下来，考虑优化的包:数据。在数据操作和读取大量数据(fread)时，表包可以在可能的情况下产生巨大的速度增益。

接下来，尝试通过调用R的更有效的方法来提高速度:

Compile your R script. Or use the Ra and jit packages in concert for just-in-time compilation (Dirk has an example in this presentation). Make sure you're using an optimized BLAS. These provide across-the-board speed gains. Honestly, it's a shame that R doesn't automatically use the most efficient library on install. Hopefully Revolution R will contribute the work that they've done here back to the overall community. Radford Neal has done a bunch of optimizations, some of which were adopted into R Core, and many others which were forked off into pqR.

最后，如果以上所有方法仍然不能让您达到所需的速度，您可能需要使用更快的语言来处理速度较慢的代码片段。Rcpp和内联的组合使得用c++代码替换算法中最慢的部分特别容易。例如，这里是我第一次尝试这样做，它甚至击败了高度优化的R解。

如果在这之后你仍然有麻烦，你只是需要更多的计算能力。看看并行化(http://cran.r-project.org/web/views/HighPerformanceComputing.html)或者甚至是基于gpu的解决方案(gpu-tools)。

其他指引的连结

http://www.noamross.net/blog/2013/4/25/faster-talk.html

如果你在使用for循环，你很可能会像编写C或Java或其他语言一样编写R。正确向量化的R代码非常快。

以这两段简单的代码为例，按顺序生成一个10,000个整数的列表:

第一个代码示例是如何使用传统的编码范式编写循环代码。它需要28秒才能完成

system.time({
    a <- NULL
    for(i in 1:1e5)a[i] <- i
})
   user  system elapsed 
  28.36    0.07   28.61 

你可以通过简单的预分配内存来获得几乎100倍的性能提升:

system.time({
    a <- rep(1, 1e5)
    for(i in 1:1e5)a[i] <- i
})

   user  system elapsed 
   0.30    0.00    0.29 

但是使用冒号操作符的基本R向量操作:这个操作几乎是瞬时的:

system.time(a <- 1:1e5)

   user  system elapsed 
      0       0       0 

正如Ari在他的回答的最后提到的，Rcpp和内联包使事情变得非常容易。作为一个例子，试试下面的内联代码(警告:未测试):

body <- 'Rcpp::NumericMatrix nm(temp);
         int nrtemp = Rccp::as<int>(nrt);
         for (int i = 0; i < nrtemp; ++i) {
             temp(i, 9) = i
             if (i > 1) {
                 if ((temp(i, 5) == temp(i - 1, 5) && temp(i, 2) == temp(i - 1, 2) {
                     temp(i, 9) = temp(i, 8) + temp(i - 1, 9)
                 } else {
                     temp(i, 9) = temp(i, 8)
                 }
             } else {
                 temp(i, 9) = temp(i, 8)
             }
         return Rcpp::wrap(nm);
        '

settings <- getPlugin("Rcpp")
# settings$env$PKG_CXXFLAGS <- paste("-I", getwd(), sep="") if you want to inc files in wd
dayloop <- cxxfunction(signature(nrt="numeric", temp="numeric"), body-body,
    plugin="Rcpp", settings=settings, cppargs="-I/usr/include")

dayloop2 <- function(temp) {
    # extract a numeric matrix from temp, put it in tmp
    nc <- ncol(temp)
    nm <- dayloop(nc, temp)
    names(temp)[names(temp) == "V10"] <- "Kumm."
    return(temp)
}

对于#include也有类似的过程，只需要传递一个参数

inc <- '#include <header.h>

到cxxfunction，如include=inc。最酷的是它为你做了所有的链接和编译，所以原型制作非常快。

免责声明:我不完全确定tmp的类应该是数字而不是数字矩阵或其他东西。但我基本确定。

编辑:如果你在此之后仍然需要更快的速度，OpenMP是一个适合c++的并行化工具。我还没有尝试从内联使用它，但它应该工作。这个想法是，在n个核的情况下，循环迭代k由k % n执行。Matloff的《R编程的艺术》中有一个合适的介绍，在这里，第16章，求助于C。

我不喜欢重写代码……当然，ifelse和lapply是更好的选择，但有时很难匹配。

我经常使用data.frames，就像使用df$var[I]这样的列表一样

这里有一个虚构的例子:

nrow=function(x){ ##required as I use nrow at times.
  if(class(x)=='list') {
    length(x[[names(x)[1]]])
  }else{
    base::nrow(x)
  }
}

system.time({
  d=data.frame(seq=1:10000,r=rnorm(10000))
  d$foo=d$r
  d$seq=1:5
  mark=NA
  for(i in 1:nrow(d)){
    if(d$seq[i]==1) mark=d$r[i]
    d$foo[i]=mark
  }
})

system.time({
  d=data.frame(seq=1:10000,r=rnorm(10000))
  d$foo=d$r
  d$seq=1:5
  d=as.list(d) #become a list
  mark=NA
  for(i in 1:nrow(d)){
    if(d$seq[i]==1) mark=d$r[i]
    d$foo[i]=mark
  }
  d=as.data.frame(d) #revert back to data.frame
})

data.frame版本:

   user  system elapsed 
   0.53    0.00    0.53

表版本:

   user  system elapsed 
   0.04    0.00    0.03 

使用向量列表比data.frame快17倍。

对于为什么内部data.frames在这方面这么慢，有什么意见吗?有人会认为它们像列表一样运作……

为了更快地编写代码，使用class(d)='list'而不是d=as.list(d)和class(d)='data.frame'

system.time({
  d=data.frame(seq=1:10000,r=rnorm(10000))
  d$foo=d$r
  d$seq=1:5
  class(d)='list'
  mark=NA
  for(i in 1:nrow(d)){
    if(d$seq[i]==1) mark=d$r[i]
    d$foo[i]=mark
  }
  class(d)='data.frame'
})
head(d)

这里的答案很好。有一个小方面没有被提及，那就是这个问题说的是“我的电脑还在工作(现在大约10小时了)，我不知道运行时间”。在开发时，我总是将以下代码放入循环中，以了解更改如何影响速度，并监视完成所需的时间。

dayloop2 <- function(temp){
  for (i in 1:nrow(temp)){
    cat(round(i/nrow(temp)*100,2),"%    \r") # prints the percentage complete in realtime.
    # do stuff
  }
  return(blah)
}

也可以使用lapply。

dayloop2 <- function(temp){
  temp <- lapply(1:nrow(temp), function(i) {
    cat(round(i/nrow(temp)*100,2),"%    \r")
    #do stuff
  })
  return(temp)
}

如果循环中的函数非常快，但循环的数量很大，那么可以考虑偶尔打印一次，因为打印到控制台本身会有开销。如。

dayloop2 <- function(temp){
  for (i in 1:nrow(temp)){
    if(i %% 100 == 0) cat(round(i/nrow(temp)*100,2),"%    \r") # prints every 100 times through the loop
    # do stuff
  }
  return(temp)
}

在R中，您通常可以通过使用apply族函数来加速循环处理(在您的示例中，可能是复制)。看一下提供进度条的plyr包。

另一种选择是完全避免循环，用向量化算法代替它们。我不确定你到底在做什么，但你可能可以将你的函数一次性应用到所有行:

temp[1:nrow(temp), 10] <- temp[1:nrow(temp), 9] + temp[0:(nrow(temp)-1), 10]

这将会快得多，然后你可以用你的条件过滤行:

cond.i <- (temp[i, 6] == temp[i-1, 6]) & (temp[i, 3] == temp[i-1, 3])
temp[cond.i, 10] <- temp[cond.i, 9]

向量化算术需要更多的时间和思考问题，但有时可以节省几个数量级的执行时间。