Rcpp NumericMatrix 在左/右乘以标量时的奇怪行为

Question

谁能解释以下行为？

当声明一个新的NumericMatrixy 作为原始矩阵x 乘以一个标量c 时，标量/矩阵乘法的顺序很重要。如果我将左边的标量和右边的矩阵相乘（例如NumericMatrix y = c * x;），那么我会得到奇怪的行为。原来的矩阵x被改变了！

但是，如果我将原始矩阵放在左边并乘以右边的标量（例如NumericMatrix y = x * c;），x 保持不变。

这似乎不会影响其他数据类型。我已经用int 和NumericVector 进行了测试。

示例：使用NumericMatrix时出现问题

#include <Rcpp.h>
using namespace Rcpp;

// [[Rcpp::export]]
NumericMatrix testfun(NumericMatrix x) {

  NumericMatrix y(x.rows(), x.cols());

  y = x * 2;

  std::cout << x; // x is unmodified

  y = 2 * x; 

  std::cout << x; // x is now modified

  return x;
}



/*** R
x <- matrix(2, nrow = 3, ncol = 3)

print(x)

y <- testfun(x = x)

print(y)

print(x)

*/

输出如下。

> x <- matrix(2, nrow = 3, ncol = 3)

> print(x)
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    2    2    2
[2,]    2    2    2
[3,]    2    2    2

> y <- testfun(x = x)
2.00000 2.00000 2.00000
2.00000 2.00000 2.00000
2.00000 2.00000 2.00000
4.00000 4.00000 4.00000
4.00000 4.00000 4.00000
4.00000 4.00000 4.00000

> print(y)
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    4    4    4
[2,]    4    4    4
[3,]    4    4    4

> print(x)
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    4    4    4
[2,]    4    4    4
[3,]    4    4    4

这是我的会话信息

> sessionInfo()
R version 3.6.1 (2019-07-05)
Platform: x86_64-apple-darwin15.6.0 (64-bit)
Running under: macOS Catalina 10.15.1

Matrix products: default
BLAS:   /System/Library/Frameworks/Accelerate.framework/Versions/A/Frameworks/vecLib.framework/Versions/A/libBLAS.dylib
LAPACK: /Library/Frameworks/R.framework/Versions/3.6/Resources/lib/libRlapack.dylib

locale:
[1] en_US.UTF-8/en_US.UTF-8/en_US.UTF-8/C/en_US.UTF-8/en_US.UTF-8

attached base packages:
[1] stats     graphics  grDevices utils     datasets  methods   base     

loaded via a namespace (and not attached):
[1] compiler_3.6.1            tools_3.6.1               RcppArmadillo_0.9.800.1.0
[4] Rcpp_1.0.2                RcppProgress_0.4.1        packrat_0.5.0            
[7] RcppParallel_4.4.4  

.

Answer 1

这个问题发布得太长了，并且隐藏了它的意义。我们不需要第二个和第三个例子。我们只需要这段代码：

代码

#include <Rcpp.h>
using namespace Rcpp;

// [[Rcpp::export]]
NumericMatrix testfun(NumericMatrix x) {
  NumericMatrix y(x.rows(), x.cols());
  y = x * 2;
  std::cout << x; // x is unmodified
  y = 2 * x;      // contrast with x * 2
  std::cout << x; // x is now modified
  return x;
}

/*** R
print(x <- matrix(2, nrow = 2, ncol = 2))
print(y <- testfun(x = x))
print(x)
*/

输出

R> Rcpp::sourceCpp("~/git/stackoverflow/59515517/question.cpp")

R> print(x <- matrix(2, nrow = 2, ncol = 2))
     [,1] [,2]
[1,]    2    2
[2,]    2    2

R> print(y <- testfun(x = x))
2.00000 2.00000
2.00000 2.00000
4.00000 4.00000
4.00000 4.00000
     [,1] [,2]
[1,]    4    4
[2,]    4    4

R> print(x)
     [,1] [,2]
[1,]    4    4
[2,]    4    4
R> 

问题

x * 2 的行为与2 * x 不同。后者有副作用。这可能是一个错误，

更大的问题

用 Rcpp 做矩阵代数并没有什么意义。实施是基本的和不完整的。如果你想做“数学”，请使用 RcppArmadillo 或 RcppEigen。

Arma 实现

#include <RcppArmadillo.h>

// [[Rcpp::depends(RcppArmadillo)]]

// [[Rcpp::export]]
arma::mat testfun(arma::mat x) {
  arma::mat y(x.n_rows, x.n_cols);
  y = x * 2;
  std::cout << x; // x is unmodified
  y = 2 * x;      // contrast with x * 2
  std::cout << x; // x is now modified
  return x;
}

/*** R
print(x <- matrix(2, nrow = 2, ncol = 2))
print(y <- testfun(x = x))
print(x)
*/

武装输出

R> Rcpp::sourceCpp("~/git/stackoverflow/59515517/answer.cpp")

R> print(x <- matrix(2, nrow = 2, ncol = 2))
     [,1] [,2]
[1,]    2    2
[2,]    2    2

R> print(y <- testfun(x = x))
   2.0000   2.0000
   2.0000   2.0000
   2.0000   2.0000
   2.0000   2.0000
     [,1] [,2]
[1,]    2    2
[2,]    2    2

R> print(x)
     [,1] [,2]
[1,]    2    2
[2,]    2    2
R> 

我看看能不能解决你在这里找到的 Rcpp 错误。

编辑：这是一个错误，我还不太明白，但我在代码起源的问题上添加了一些内容：https://github.com/RcppCore/Rcpp/issues/365

编辑 2： 修复程序现在在 master 中。感谢 KK 的 PR，感谢其他在 cmets 中暗示这背后的原因的人，尤其感谢 Ralf 让我们所有人尝试修复。