For-loopar

Optimera R-kod med Rcpp

Romain François

Consulting Datactive, ThinkR

De 4 delarna i en C++ for-loop

Initialisering
Fortsättningsvillkor
Inkrement
Kropp

For-loopar – initialisering

Vad som händer i början av loopen:

for( init ;  ;  ){

}

For-loopar – fortsättningsvillkor

Logiskt villkor som styr om loopen fortsätter

for(  ; condition ;  ){

}

For-loopar – inkrement

Körs i slutet av varje iteration

for(  ;  ; increment ){

}

For-loopar – kroppen

Körs vid varje iteration. Det loopen utför.

for(  ;  ;  ){
    body
}

Typisk for-loop

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

Typisk for-loop

for (int i=0; ; ){

}

Typisk for-loop

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

}

Typisk for-loop

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

}

Exempel: summan av de n första heltalen

// [[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 ;
}

Avbryta en for-loop

// [[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 ;
}

Newtons iterativa metod för kvadratrötter

Att hitta $\sqrt{S}$ är detsamma som att hitta roten till $f(x) = x^2 - S$

Detta leder till det iterativa uttrycket:

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

Algoritm:

Välj ett startvärde $x_0$
Uppdatera $x$ med formeln ovan ett givet antal gånger

Newtons metod i C++

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

översätts till pseudokod

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 ;

Nu kör vi en övning!

Optimera R-kod med Rcpp