在 R 中组合表达式答案

【问题标题】：Combining expressions in R在 R 中组合表达式
【发布时间】：2013-02-21 02:56:18
【问题描述】：

我正在尝试将 R 中的多个表达式组合成一个表达式。理想情况下，我可以这样做：

g <- expression(exp(a[1]*x)/(1 + exp(a[1]*x)))
h <- expression(exp(a[2]*x)/(1 + exp(a[2]*x)))
c <- expression(g * h)

其中a 是给定的数据向量，x 是唯一的未知数（并且在所有表达式中都是相同的未知数）。 c 会返回

R> c
expression(exp(a[1]*x)/(1 + exp(a[1]*x)) * exp(a[2]*x)/(1 + exp(a[2]*x)))

现在，当我这样做时，我会得到

R> c
expression(g * h)

我想要一个方程

_{（来源：lehrfeld.me）}

我可以在其中插入一些向量a 以获得x 的函数。我在这里做错了什么？

【问题讨论】：

R 不是符号代数程序。您应该注意@thelatemail 和 mnel。 R 是一种函数式语言。

标签： r expression

【解决方案1】：

不要使用表达式，使用函数。

据我所知，以下将做你想做的事

# a function for a vector `x` and single value `a`
func <- function(x,a) { (exp(1)^(a*x)/(1 + exp(1)^(a*x))) }
# a function for  a vector `x` and vector length 2 for `a`
foo <- function(x, a){func(x,a[1]) * func(x, a[2])}

# call the function to calculate what you want.

foo(x,a)

如果您希望 expression 与此相关联，以便您可以绘制等式的文本，以下将起作用

expr <- expression(exp(1)^(a*x)/(1 + exp(1)^(a*x))

g <- do.call(substitute, list(as.list(expr)[[1]], env= list(a=3)))
h<- do.call(substitute, list(as.list(expr)[[1]], env= list(a=2)))
'%c%' <- function(a,b) bquote(.(a) %*% .(b))

fooExpr <- g %c% h

【讨论】：

【解决方案2】：

这是一个古老的问题，但令人惊讶的是，没有给出简单的答案。正如评论中所说，“R 不是符号代数程序”；但是，R 具有操作表达式的所有必要手段。我不知道如何使用expressions（从技术意义上说，请参阅?expression）但使用calls 非常容易：

g <- quote(exp(a[1]*x)/(1 + exp(a[1]*x)))
h <- quote(exp(a[2]*x)/(1 + exp(a[2]*x)))
substitute(g*h, list(g=g, h=h))
# exp(a[1] * x)/(1 + exp(a[1] * x)) * (exp(a[2] * x)/(1 + exp(a[2] * x)))

可能有更简单的方法来实现您想要的（可能使用函数），但这是合并两个“调用”（即 R 向导定义的“口语”意义上的表达式）的最简单方法。

【讨论】：

【解决方案3】：

你可能想要一个函数而不是我认为的表达式：

newfunc <- function(x) {
  (exp(1)^(2*x)/(1 + exp(1)^(2*x))) *
  (exp(1)^(3*x)/(1 + exp(1)^(3*x)))
}

a <- 1:10

newfunc(a)
[1] 0.8390245 0.9795856 0.9974043 0.9996585 0.9999543 0.9999938 0.9999992
[8] 0.9999999 1.0000000 1.0000000

如果你想明确地将多个函数链接在一起，你可以这样做：

newfunc1 <- function(x) {
  (exp(1)^(2*x)/(1 + exp(1)^(2*x)))
}

newfunc2 <- function(x) {
  (exp(1)^(3*x)/(1 + exp(1)^(3*x)))
}

newfunc1(a) * newfunc2(a)

请记住，正如 ?expression 中的帮助文件所说：

  ‘Expression’ here is not being used in its colloquial sense, that
  of mathematical expressions.  Those are calls (see ‘call’) in R,
  and an R expression vector is a list of calls, symbols etc, for
  example as returned by ‘parse’.

【讨论】：

感谢您的回复。这样做的问题是，在我检查数据向量a 之前，我并不确切知道每个单独的表达式将采用的形式。我发布了我的问题的一个非常简化的版本，即我想动态指定组合表达式，并且表达式中的每个术语（我在上面只显示了两个）可以采用三种可能的形式之一。所以我实际上需要边做边构建它。
@psychometriko - 我不确定使用函数方法会有什么问题。只需随时添加或编辑newfunc 中的一行，直到您满意为止。

【解决方案4】：

您可以定义一个二进制函数来以一种有点 hacky 的方式组合 expression 对象 - 获取它们的字符表示，用 * 粘贴它们，然后重新解析它：

"%c%" <- function(x, y) parse( text=paste(x, "*", y) )

例如，在调用g %c% h 时提供所需的输出。

编辑：已更新答案以纠正先前的错误；谢谢mnel！

【讨论】：

非常感谢您的想法！一旦我有机会对此进行测试，希望明天，我会将其标记为答案。
这行不通！它创建了一个expression('exp(a[1]*x)/(1 + exp(a[1]*x)) * exp(a[2]*x)/(1 + exp(a[2]*x))')，它与expression(exp(a[1]*x)/(1 + exp(a[1]*x)) * exp(a[2]*x)/(1 + exp(a[2]*x)) 不同。当然不会让你传递一个向量 a 或 x 来获得一个你可以在 R 中评估的 x 函数
谢谢。我很接近，但你的解决方案肯定更好。

【解决方案5】：

使用 rlang 从其他表达式创建表达式比使用基本 R 更直接 (IMO)。使用 !! (bang-bang) 强制评估表达式中的对象。

library(rlang)

a <- c(2, 3)
g <- expr(exp(!!a[1] * x) / (1 + exp(!!a[1] * x)))
h <- expr(exp(!!a[2] * x) / (1 + exp(!!a[2] * x)))
c <- expr(!!g * !!h)
c
#> exp(2 * x)/(1 + exp(2 * x)) * (exp(3 * x)/(1 + exp(3 * x)))

^{由reprex package (v0.3.0) 于 2020-03-21 创建}

【讨论】：