Подтвердить что ты не робот

Быстрая частота и процентная таблица с dplyr

Я использовал небольшую функцию tab в течение некоторого времени, которая показывает частоту, процент и кумулятивный процент для вектора. Результат выглядит следующим образом:

          Freq    Percent        cum
ARSON      462 0.01988893 0.01988893
BURGLARY 22767 0.98011107 1.00000000
         23229 1.00000000         NA

Отличный пакет dplyr побудил меня обновить функцию. Теперь мне интересно, как я могу сделать обновленную версию еще быстрее. Вот старая функция

tab = function(x,useNA =FALSE) {
  k=length(unique(x[!is.na(x)]))+1
  if (useNA) k=k+1
  tab=array(NA,c(k,3))
  colnames(tab)=c("freq.","prob.","cum.")
  useNA=ifelse(useNA,"always","no")
  rownames(tab)=names(c(table(x,useNA=useNA),""))

  tab[-nrow(tab),1]=table(x,useNA=useNA)
  tab[-nrow(tab),2]=prop.table(table(x,useNA=useNA))
  tab[,3] = cumsum(tab[,2])
  if(k>2)  tab[nrow(tab),-3]=colSums(tab[-nrow(tab),-3])
  if(k==2) tab[nrow(tab),-3]=tab[-nrow(tab),-3]

  tab
}

а новый, основанный на dplyr

tab2 = function(x, useNA =FALSE) {
    if(!useNA) if(any(is.na(x))) x = na.omit(x)
    n = length(x)
    out = data.frame(x,1) %.%
        group_by(x) %.%
        dplyr::summarise(
            Freq    = length(X1),
            Percent = Freq/n
        ) %.%
        dplyr::arrange(x)
    ids = as.character(out$x)
    ids[is.na(ids)] = '<NA>'
    out = select(out, Freq, Percent)
    out$cum = cumsum(out$Percent)
    class(out)="data.frame"
    out = rbind(out,c(n,1,NA))
    rownames(out) = c(ids,'')
    out
}

Наконец, некоторые тесты производительности:

x1 = c(rep('ARSON',462),rep('BURGLARY',22767))
x2 = c(rep('ARSON',462),rep('BURGLARY',22767),rep(NA,100))
x3 = c(c(1:10),c(1:10),1,4)
x4 = c(rep(c(1:100),500),rep(c(1:50),20),1,4)

library('rbenchmark')

benchmark(tab(x1), tab2(x1), replications=100)[,c('test','elapsed','relative')]
#       test elapsed relative
# 1  tab(x1)   1.412    2.307
# 2 tab2(x1)   0.612    1.000

benchmark(tab(x2),tab2(x2), replications=100)[,c('test','elapsed','relative')]
#       test elapsed relative
# 1  tab(x2)   1.351    1.475
# 2 tab2(x2)   0.916    1.000

benchmark(tab(x2,useNA=TRUE), tab2(x2,useNA=TRUE), replications=100)[,c('test','elapsed','relative')]
#                     test elapsed relative
# 1  tab(x2, useNA = TRUE)   1.883    2.282
# 2 tab2(x2, useNA = TRUE)   0.825    1.000

benchmark(tab(x3), tab2(x3), replications=1000)[,c('test','elapsed','relative')]
#       test elapsed relative
# 1  tab(x3)   0.997    1.000
# 2 tab2(x3)   2.194    2.201

benchmark(tab(x4), tab2(x4), table(x4), replications=100)[,c('test','elapsed','relative')]
#        test elapsed relative
# 1   tab(x4)  19.481   18.714
# 2  tab2(x4)   1.041    1.000
# 3 table(x4)   6.515    6.258

tab2 быстрее, за исключением очень короткого вектора. Повышение производительности становится очевидным в более крупном векторе (см. x4 с 51002 об.). Он также быстрее, чем table, даже думал, что функция делает гораздо больше.

Теперь на мой вопрос: как я могу повысить производительность? Создание таблиц с частотами и процентами - довольно стандартное приложение, и быстрая реализация очень хороша, когда вы работаете с большими наборами данных.

РЕДАКТИРОВАТЬ. Вот дополнительный тестовый пример с вектором 2e6 (включая предлагаемое ниже решение data.table)

x5 = sample(c(1:100),2e6, replace=TRUE)
benchmark(tab(x5), tab2(x5), table(x5), tabdt(x5), replications=100)[,c('test','elapsed','relative')]
#        test elapsed relative
# 1   tab(x5) 350.878   19.444
# 2  tab2(x5)  52.917    2.932
# 4 tabdt(x5)  18.046    1.000
# 3 table(x5)  98.429    5.454
4b9b3361

Ответ 1

Поскольку я большой поклонник library(data.table), я написал аналогичную функцию:

tabdt <- function(x){
    n <- length(which(!is.na(x)))
    dt <- data.table(x)
    out <- dt[, list(Freq = .N, Percent = .N / n), by = x]
    out[!is.na(x), CumSum := cumsum(Percent)]
    out
}

> benchmark(tabdt(x1), tab2(x1), replications=1000)[,c('test','elapsed','relative')]
       test elapsed relative
2  tab2(x1)    5.60    1.879
1 tabdt(x1)    2.98    1.000
> benchmark(tabdt(x2), tab2(x2), replications=1000)[,c('test','elapsed','relative')]
       test elapsed relative
2  tab2(x2)    6.34    1.686
1 tabdt(x2)    3.76    1.000
> benchmark(tabdt(x3), tab2(x3), replications=1000)[,c('test','elapsed','relative')]
       test elapsed relative
2  tab2(x3)    1.65    1.000
1 tabdt(x3)    2.34    1.418
> benchmark(tabdt(x4), tab2(x4), replications=1000)[,c('test','elapsed','relative')]
       test elapsed relative
2  tab2(x4)   14.35    1.000
1 tabdt(x4)   22.04    1.536

И поэтому data.table подход был быстрее для x1 и x2, а dplyr был быстрее для x3 и x4. На самом деле я не вижу возможности для улучшения, используя эти подходы.

p.s. Вы добавили бы ключевое слово data.table к этому вопросу? Я считаю, что людям хотелось бы видеть сравнение производительности dplyr и data.table (см. data.table vs dplyr: можно ли что-то сделать хорошо, а другое не может или плохо? например).