R 使用 lapply 和 sapply 来询问包含置换数据的矩阵列表

Question

我有 3 个数据集，我排列了 10 倍。数据集的每个排列在 3 个矩阵中构成一列（每个数据集一个矩阵）。这 3 个矩阵 (m1,m2,m3) 在列表 L 中。我想为每个条目（在本例中为 4）询问所有可能的组合（10x10x10=1000）。我已经使用 expand.grid 来提供跨另一个矩阵 M 行中的 3 个矩阵的所有列调用组合：

M<-expand.grid(seq(1:10),seq(1:10),seq(1:10))

这是我在列表中的数据：

m1<-matrix(c(1,2,1,0,3,2,1,2,3,4),nrow=4, ncol=10)
m2<-matrix(c(m1[1,]),nrow=4,ncol=10)
m3<-matrix(c(m1[2,]),nrow=4,ncol=10)
L<-list(m1, m2, m3)

你能帮我用do.call,cbind,lapply/sapply有效地从M中检索列坐标来询问L中包含的3个矩阵中的对应列并将它们绑定到一个新矩阵像这样：

m.res<-for (i in 1:nrow(M) { "get" L[[1:3]][M[i,]] }

对于i=1，m.res 将产生：

1 1 2
2 3 2
1 3 4
0 1 0

我显然需要lapply/sapply 的教程，因为这应该不难。

Answer 1

首先，我们应该获得检索单行的正确方法。 所以，对于第 1 行 (1,1,1)

我们想要遍历L 的三个元素并检索一个矩阵，其中包含M 中第1 行的索引

col.ids <- unlist(M[1,])
# sapply will already return the columns in a matrix
# We use seq_along rather than looping directly on L, because we also need the
# id for col.ids
sapply(seq_along(L), function(id){
                        L[[id]][ ,col.ids[id] ]
                        })

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    1    2
[2,]    2    3    2
[3,]    1    3    4
[4,]    0    1    0

现在只需将其放入另一个 apply 语句中即可！

这次我们使用apply，直接循环M的行（从而消除了col.ids变量的需要）

# The second parameter is 1 for rows and 2 for columns
m.comb <- apply(M, 1, function(cols)
                      {
                      sapply(seq_along(L), function(id){
                                               L[[id]][ ,cols[id] ]
                                               })
                      })

现在，apply 给了我们一个 12 x 1000 的大矩阵，在这种情况下这很烦人，所以我们应该把它变成一个列表......我将把它留给读者作为练习......

... 或者更确切地说使用plyr 包的alply 函数，它的工作方式与apply 完全相同，但总是返回一个列表（参见Force apply to return a list）

但是，在这种情况下，我们需要取消列出 cols

library(plyr)
m.comb.2 <- alply(M, 1, function(cols)
                       {
                       cols <- unlist(cols)
                       sapply(seq_along(L), function(id)
                              {
                              L[[id]][ ,cols[id] ]
                              })
                       })

最后……

m.comb.2[[1]]

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    1    2
[2,]    2    3    2
[3,]    1    3    4
[4,]    0    1    0

m.comb.2[[10]]

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    1    2
[2,]    2    3    2
[3,]    3    3    4
[4,]    4    1    0

Answer 2

[我会将其添加为@nico 答案的评论，但我希望它比评论更干净和扩展。如果@nico 觉得在他的详细答案中添加它有用，我的答案应该被删除。]

您也可以使用mapply，即您可以将检索函数应用于多个参数（因为只有 3 个参数），这在M 中已有。

#`M` is your dataframe of arguments and `L` is your list of matrices
#save all results to a list (`myls`)
myls <- mapply(function(colmat1, colmat2, colmat3) 
               { cbind(L[[1]][,colmat1], L[[2]][,colmat2], L[[3]][,colmat3]) }, 
                      M[,1], M[,2], M[,3], SIMPLIFY = F)

myls[[1]]
#     [,1] [,2] [,3]
#[1,]    1    1    2
#[2,]    2    3    2
#[3,]    1    3    4
#[4,]    0    1    0
myls[[10]]
#     [,1] [,2] [,3]
#[1,]    1    1    2
#[2,]    2    3    2
#[3,]    3    3    4
#[4,]    4    1    0