下面的示例代码展示了如何使用zoo包中的rollmean函数计算居中移动平均和尾随移动平均。

library(tidyverse)
library(zoo)

some_data = tibble(day = 1:10)
# cma = centered moving average
# tma = trailing moving average
some_data = some_data %>%
    mutate(cma = rollmean(day, k = 3, fill = NA)) %>%
    mutate(tma = rollmean(day, k = 3, fill = NA, align = "right"))
some_data
#> # A tibble: 10 x 3
#>      day   cma   tma
#>    <int> <dbl> <dbl>
#>  1     1    NA    NA
#>  2     2     2    NA
#>  3     3     3     2
#>  4     4     4     3
#>  5     5     5     4
#>  6     6     6     5
#>  7     7     7     6
#>  8     8     8     7
#>  9     9     9     8
#> 10    10    NA     9

caTools包具有非常快速的滚动mean/min/max/sd和其他一些功能。我只使用过runmean和runsd，它们是迄今为止提到的其他包中最快的。

你可以通过以下方法计算窗口宽度为k的向量x的移动平均值:

apply(embed(x, k), 1, mean)

或者你可以简单地计算它使用过滤器，这是我使用的函数:

ma <- function(x, n = 5){filter(x, rep(1 / n, n), sides = 2)}

如果使用dplyr，请注意在上面的函数中指定stats::filter。

下面是一个简单的带有过滤器的函数，演示了一种方法来处理带有填充的开始和结束NAs，并使用自定义权重计算加权平均值(由过滤器支持):

wma <- function(x) { 
  wts <- c(seq(0.5, 4, 0.5), seq(3.5, 0.5, -0.5))
  nside <- (length(wts)-1)/2
  # pad x with begin and end values for filter to avoid NAs
  xp <- c(rep(first(x), nside), x, rep(last(x), nside)) 
  z <- stats::filter(xp, wts/sum(wts), sides = 2) %>% as.vector 
  z[(nside+1):(nside+length(x))]
}

滑块包可以用于此。它有一个专门设计的界面，感觉类似呜呜声。它接受任何任意函数，并可以返回任何类型的输出。数据帧甚至按行迭代。pkgdown网站在这里。

library(slider)

x <- 1:3

# Mean of the current value + 1 value before it
# returned as a double vector
slide_dbl(x, ~mean(.x, na.rm = TRUE), .before = 1)
#> [1] 1.0 1.5 2.5


df <- data.frame(x = x, y = x)

# Slide row wise over data frames
slide(df, ~.x, .before = 1)
#> [[1]]
#>   x y
#> 1 1 1
#> 
#> [[2]]
#>   x y
#> 1 1 1
#> 2 2 2
#> 
#> [[3]]
#>   x y
#> 1 2 2
#> 2 3 3

滑块和数据的开销。Table的frollapply()应该非常低(比zoo快得多)。对于这个简单的示例，Frollapply()看起来稍微快一些，但请注意，它只接受数字输入，并且输出必须是标量数值。滑块函数是完全通用的，你可以返回任何数据类型。

library(slider)
library(zoo)
library(data.table)

x <- 1:50000 + 0L

bench::mark(
  slider = slide_int(x, function(x) 1L, .before = 5, .complete = TRUE),
  zoo = rollapplyr(x, FUN = function(x) 1L, width = 6, fill = NA),
  datatable = frollapply(x, n = 6, FUN = function(x) 1L),
  iterations = 200
)
#> # A tibble: 3 x 6
#>   expression      min   median `itr/sec` mem_alloc `gc/sec`
#>   <bch:expr> <bch:tm> <bch:tm>     <dbl> <bch:byt>    <dbl>
#> 1 slider      19.82ms   26.4ms     38.4    829.8KB     19.0
#> 2 zoo        177.92ms  211.1ms      4.71    17.9MB     24.8
#> 3 datatable    7.78ms   10.9ms     87.9    807.1KB     38.7