我如何编写这个工作代码来提高性能？答案

【问题标题】：How can I write this -working- code to improve performance?我如何编写这个工作代码来提高性能？
【发布时间】：2019-11-19 05:32:13
【问题描述】：

我从一个更大的数据集（25K 记录）中设置了这个样本。我注意到我的应用程序的代码在这块上变慢了，我想检查一下性能改进。

上下文：我的财政年度从七月开始，到六月结束。因此，我的记录有一个不同于一个月和一个日历年的财务期间和财务年度。我想添加额外的列来指示日历年和月。

FinancialPeriod-FinancialYear：2018 年 1 月 1 日是 2017 年 7 月（2017 年 7 月），
FinancialPeriod-FinancialYear : 07 2018 is 1 2018 (Jan 2018), etc..

可重现的例子：

dt<-data.table(FinancialPeriod =c(3,4,4,5,1,2,8,8,11,12,2,3,10,1,6), FinancialYear=c(2018), Amount=c(12,14,16,18,12))
dt$Month<-dt$FinancialPeriod + 6
dt$Year<-dt$FinancialYear
t1<-proc.time()
for(row in 1:nrow(dt)){
  if (dt[row,"Month"] > 12){
    dt[row,"Month"]<- dt[row,"Month"] -12
  } 
  else {
    dt[row,"Year"]<- dt[row,"Year"] -1
  }
}
proc.time()-t1
dt

上面的代码可以运行，但是运行缓慢。我想就如何改进提出建议。

【问题讨论】：

标签： r performance for-loop data.table coding-efficiency

【解决方案1】：

看起来您使用的是data.table，所以我使用了data.table 语法。有多种解决方案，但一种选择是使用ifelse：

dt[, c("Month", "Year") := list(ifelse(Month > 12, Month-12, Month), ifelse(Month <= 12, Year-1, Year))]

或者，如果您想跳过创建初始变量 Month 和 Year：

dt[, c("Month", "Year") := list(ifelse(FinancialPeriod + 6 > 12, FinancialPeriod -6, FinancialPeriod + 6), 
                                ifelse(FinancialPeriod + 6 <= 12, FinancialYear-1, FinancialYear))]

基准测试：

原始数据：

Unit: microseconds
     expr     min       lq      mean   median       uq     max neval
 for_loop 21183.8 21765.90 23600.586 22169.80 22981.15 73243.2   100
   ifelse   298.7   332.05   350.509   356.35   369.10   495.8   100

更大的数据集：

data.table(sapply(dt, rep, 100))
Unit: microseconds
     expr       min      lq       mean     median        uq       max neval
 for_loop 1645857.5 1655792 1690718.78 1696271.35 1704510.1 1746731.2    10
       o1     395.4     398     425.29     425.05     446.6     462.3    10

代码：

microbenchmark::microbenchmark(
  for_loop = {
    for(row in 1:nrow(dt)){
      if (dt[row,"Month"] > 12){
        dt[row,"Month"]<- dt[row,"Month"] -12
      } 
      else {
        dt[row,"Year"]<- dt[row,"Year"] -1
      }
    }
  },
  ifelse = {
    dt[, c("Month", "Year") := list(ifelse(Month > 12, Month-12, Month), ifelse(Month <= 12, Year-1, Year))]
  },
  times = 100
)

【讨论】：

非常感谢您的回答，如果我可以将 2 个答案标记为正确，我也会添加您的答案。它也很完美。感谢您的努力。

【解决方案2】：

另一种选择：

i <- DT1[Month > 12L, which=TRUE]
DT1[i, Month := Month - 12L][-i, Year := Year - 1L]

请注意，rdatatable github 站点上有一个 fifelse 正在开发中。

使用实际暗度计时：

# A tibble: 4 x 14
  expression      min     mean   median      max `itr/sec` mem_alloc  n_gc n_itr total_time result                  memory                 time    gc              
  <chr>      <bch:tm> <bch:tm> <bch:tm> <bch:tm>     <dbl> <bch:byt> <dbl> <int>   <bch:tm> <list>                  <list>                 <list>  <list>          
1 for_loop      1.92s    1.92s    1.92s    1.92s     0.521    4.66GB   110     1      1.92s <NULL>                  <Rprofmem [25,175 x 3~ <bch:t~ <tibble [1 x 3]>
2 mtd0         1.45ms   2.26ms    1.7ms   7.49ms   442.       6.55MB    31   221   500.02ms <data.table [25,000 x ~ <Rprofmem [67 x 3]>    <bch:t~ <tibble [221 x ~
3 mtd1       498.46us 650.79us  566.1us   2.98ms  1537.     699.56KB     6   768   499.81ms <data.table [25,000 x ~ <Rprofmem [24 x 3]>    <bch:t~ <tibble [768 x ~
4 basemtd    950.97us   1.41ms   1.02ms  50.65ms   709.       5.06MB    41   355   500.45ms <dbl [25,000]>          <Rprofmem [52 x 3]>    <bch:t~ <tibble [355 x ~

Base R 对于 25k 行数据已经非常快了。

数据：

set.seed(0L)
DT <- data.table(FinancialPeriod=sample(12L, 25e3L, TRUE), 
    FinancialYear=c(2018))
DT[, c("Month","Year") := .(FinancialPeriod + 6L, FinancialYear)]
DT0 <- copy(DT)
DT1 <- copy(DT)
DF <- setDF(copy(DT))

计时码：

bench::mark(
    for_loop = {
        for(row in 1:nrow(DF)){
            if (DF[row,"Month"] > 12){
                DF[row,"Month"]<- DF[row,"Month"] -12
            } 
            else {
                DF[row,"Year"]<- DF[row,"Year"] -1
            }
        }
    },
    mtd0=DT0[, c("Month", "Year") := list(ifelse(Month > 12, Month-12, Month), 
        ifelse(Month <= 12, Year-1, Year))],
    mtd1={
        i <- DT1[Month > 12L, which=TRUE]
        DT1[i, Month := Month - 12L][-i, Year := Year - 1L]
    },
    basemtd={
        DF0$Month <- ifelse(DF0$Month > 12L, DF0$Month - 12L, DF0$Month)  
        DF0$Year <- ifelse(DF0$Month <= 12L, DF0$Year - 1L, DF0$Year)  
    },
    check=FALSE
)

【讨论】：

优秀的答案，它提供了几个解决方案，并清楚地解释了为什么一个是最佳的。我从这个答案中学到了很多东西，非常感谢！

【解决方案3】：

我的建议是使用完整的日期，例如，财务期的开始。因此，我们可以使用FinancialDate 代替FinancialPeriod-FinancialYear 组合，例如，OP 的示例

FinancialPeriod-FinancialYear : 01 2018

变成

财务日期：2018-01-01

这种方法有几个好处：

只有一个日期对象来描述期间，而不是两个更易于处理的对象，例如用于聚合。如果需要，可以从日期对象中轻松提取月份和年份。
我们可以利用通常的日期算法，例如lubridate 包，将FinancialDate 转换为CalendarDate。
此外，绘图更适合日期对象。

代码如下：

library(lubridate)
dt[, FinDate := make_date(FinancialYear, FinancialPeriod)]
dt[, CalDate := FinDate %m+% months(6)]   # convert to calendar date by adding offset
dt[, c("CalMonth", "CalYear") := list(month(CalDate), year(CalDate))]
dt

    FinancialPeriod FinancialYear Amount Month Year    FinDate    CalDate CalMonth CalYear
 1:               3          2018     12     9 2018 2018-03-01 2018-09-01        9    2018
 2:               4          2018     14    10 2018 2018-04-01 2018-10-01       10    2018
 3:               4          2018     16    10 2018 2018-04-01 2018-10-01       10    2018
 4:               5          2018     18    11 2018 2018-05-01 2018-11-01       11    2018
 5:               1          2018     12     7 2018 2018-01-01 2018-07-01        7    2018
 6:               2          2018     12     8 2018 2018-02-01 2018-08-01        8    2018
 7:               8          2018     14    14 2018 2018-08-01 2019-02-01        2    2019
 8:               8          2018     16    14 2018 2018-08-01 2019-02-01        2    2019
 9:              11          2018     18    17 2018 2018-11-01 2019-05-01        5    2019
10:              12          2018     12    18 2018 2018-12-01 2019-06-01        6    2019
11:               2          2018     12     8 2018 2018-02-01 2018-08-01        8    2018
12:               3          2018     14     9 2018 2018-03-01 2018-09-01        9    2018
13:              10          2018     16    16 2018 2018-10-01 2019-04-01        4    2019
14:               1          2018     18     7 2018 2018-01-01 2018-07-01        7    2018
15:               6          2018     12    12 2018 2018-06-01 2018-12-01       12    2018

【讨论】：

好方法，我在另一个项目中也是这样工作的，它确实是一种简单且更高效的绘图方法。我摆脱它的一个原因是，帐户上的金额实际上是在当月的最后一天而不是第一天衡量的，但我确信这是一个功能。
表示一个月，可以是一个月中的任何一天。但是，一个月的第一天更容易处理。对于打印和绘图，必须仔细选择格式，例如"%Y-%m"，以便“隐藏”月份中的日期。因此，将一个月映射到一个月的第一天还是最后一天并不重要。
可以计算一个月的最后一天，例如，library(lubridate); update(x, mday = days_in_month(x)) 其中x 是一个 Date 对象。