如何使用 Rcpp 就地扩展数字矩阵?

How to scale a NumericMatrix in-place with Rcpp?

本文关键字：数字 扩展 何使用 Rcpp      更新时间：2023-10-16

这就是我现在正在做的事情

library(Rcpp)
A <- diag(c(1.0, 2.0, 3.0))
rownames(A) <- c('X', 'Y', 'Z')
colnames(A) <- c('A', 'B', 'C')
cppFunction('
void scaleMatrix(NumericMatrix& A, double x) {
A = A * x;
}')

不幸的是，它不起作用:(

> A
A B C
X 1 0 0
Y 0 2 0
Z 0 0 3
> scaleMatrix(A, 2)
> A
A B C
X 1 0 0
Y 0 2 0
Z 0 0 3

我从 Rcpp FAQ 的问题 5.1 中了解到，Rcpp 应该能够更改我按值传递的对象。从德克对我上一个问题的回答中窃取一个例子：

> library(Rcpp)
> cppFunction("void inplaceMod(NumericVector x) { x = x * 2; }")
> x <- as.numeric(1:5)
> inplaceMod(x)
> x
[1]  2  4  6  8 10

我很困惑：可以就地修改NumericVector，但不能修改NumericMatrix？

您可以使用NumericVector而不是NumericMatrix来保留行和列名称，请记住，R 中的矩阵只是一个具有附加维度的向量。您可以在从 R 转到 C++(下面scaleVector(或C++(下面从现已删除的答案中提取scaleMatrix@Roland(内执行此切换：

library(Rcpp)
cppFunction('
NumericVector scaleVector(NumericVector& A, double x) {
A = A * x;
return A;
}')
cppFunction('
NumericMatrix scaleMatrix(NumericMatrix& A, double x) {
NumericVector B = A;
B = B * x;
return A;
}')

如果将这两个函数应用于矩阵，则会保留行名和列名。但是，矩阵不会就地更改：

A <- diag(1:3)
rownames(A) <- c('X', 'Y', 'Z')
colnames(A) <- c('A', 'B', 'C')
scaleMatrix(A, 2)
#>   A B C
#> X 2 0 0
#> Y 0 4 0
#> Z 0 0 6
scaleVector(A, 2)
#>   A B C
#> X 2 0 0
#> Y 0 4 0
#> Z 0 0 6
A
#>   A B C
#> X 1 0 0
#> Y 0 2 0
#> Z 0 0 3

原因是diag(1:3)实际上是一个整数矩阵，因此当您将其传输到数字矩阵(或向量(时会创建一个副本：

is.integer(A)
#> [1] TRUE

如果一开始使用数字矩阵，则进行修改：

A <- diag(c(1.0, 2.0, 3.0))
rownames(A) <- c('X', 'Y', 'Z')
colnames(A) <- c('A', 'B', 'C')
scaleMatrix(A, 2)
#>   A B C
#> X 2 0 0
#> Y 0 4 0
#> Z 0 0 6
scaleVector(A, 2)
#>   A B  C
#> X 4 0  0
#> Y 0 8  0
#> Z 0 0 12
A
#>   A B  C
#> X 4 0  0
#> Y 0 8  0
#> Z 0 0 12
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