Loops for

Otimizando código R com Rcpp

Romain François

Consulting Datactive, ThinkR

As 4 partes dos loops for em C++

Inicialização
Condição de continuação
Incremento
Corpo

Loops for - a inicialização

O que acontece no início do loop:

for( init ;  ;  ){

}

Loops for - a condição de continuação

Condição lógica que controla se o loop continua

for(  ; condition ;  ){

}

Loops for - o incremento

Executado ao fim de cada iteração

for(  ;  ; increment ){

}

Loops for - o corpo

Executado a cada iteração. O que o loop faz.

for(  ;  ;  ){
    body
}

Loop for típico

for (int i=0; i<n; i++ ){
    // some code using i
}

Loop for típico

for (int i=0; ; ){

}

Loop for típico

for (int i=0; i<n; ){

}

Loop for típico

for (int i=0; i<n; i++){

}

Exemplo: soma dos n primeiros inteiros

// [[Rcpp::export]]
int nfirst( int n ){
    if( n < 0 ) {
        stop( "n must be positive, I see n=%d", n ) ;
    }

    int result = 0 ;
    for( int i=0; i<n; i++){
        result = result + (i+1) ;
    }

    return result ;
}

Interrompendo um loop for

// [[Rcpp::export]]
int nfirst( int n ){
    if( n < 0 ) {
        stop( "n must be positive, I see n=%d", n ) ;
    }    

    int result = 0 ;
    for( int i=0; i<n; i++){
        if( i == 13 ){
            Rprintf( "I cannot handle that, I am superstitious" ) ;
            break ;
        }
        result = result + (i+1) ;
    }

    return result ;
}

Método iterativo de Newton para calcular raízes quadradas

Encontrar $\sqrt{S}$ é o mesmo que achar a raiz de $f(x) = x^2 - S$

Levando à expressão iterativa:

$$ x_{n+1} = x_n - \frac{f(x_n)}{f'(x_n)} = x_n - \frac{x^2_n - S}{2 x_n} = \frac{1}{2} \left( x_n + \frac{S}{x_n} \right) $$

Algoritmo:

Escolha um valor inicial $x_0$
Atualize $x$ usando a fórmula acima por um número dado de vezes

Método de Newton em C++

$$ x_{n+1} = \frac{1}{2} \left( x_n + \frac{S}{x_n} \right) $$

vira o pseudocódigo

int n = ... // number of iterations
double res = ... // initialization

for( int i=0; i<n; i++){
    // update the value of res
    // i.e. calculate x_{n+1} given x_{n}
    res = ( res + S / res ) / 2.0 ; 
}

return res ;

Vamos praticar!

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