「統計学関連なんでもあり」の過去ログ--- 048

No.22494　Ｒ　二重ループをapply()関数で書き直したい　　【明石】　2017/12/23(Sat) 16:57

青木先生，
いつもお世話になり，ありがとうございます，明石と申します。

Rについてお聞きしたいことがでてきました。
ご教示をいただければ，大変に助かります。
何卒どうぞよろしくお願いいたします。

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添付画像にお示しをしました。

表1に示す，0／1のデータフレーム（変数名 df）から，
列ベクトル同士の共起度数（1−1対のカウント）を計算して，
表2に示す，行列（変数名 mx）に格納します。

二重ループで計算すると以下のようになります。

計算結果は対称行列ですので，上三角行列のみ計算しました。

nc <- ncol(df)

mx <- matrix(0, nc, nc)   ###### 結果を格納する行列の確保，0クリア

for(i in 1:(nc-1)) {

  v1 <- df[,i]

  for (j in (i+1):nc) {
     v2 <- df[,j]
     mx[i,j]  <- sum(v1*v2)
  }

}

二重ループをapply()関数を使って書き直した場合について，
例示いただければ，大変に勉強になります。

計算結果は対称行列ですので，
二重ループの場合には，上三角行列のみ計算しましたが，
apply()関数を使う場合には，これは条件ではありません。

お手数をおかけいたします。
何卒どうぞよろしくお願いします。

No.22495　Re: Ｒ　二重ループをapply()関数で書き直したい　　【青木繁伸】　2017/12/23(Sat) 20:25

プログラムする前に，「何をやっているのだろうか？」と考えるとよいと思います。
今の場合，データは 0 か 1 で，両方とも 1 の対を数えるわけです。
set.seed(123)
df = as.data.frame(matrix(sample(0:1, 500, replace = TRUE), ncol = 5))

nc <- ncol(df)
mx <- matrix(0, nc, nc) ###### 結果を格納する行列の確保，0クリア

for (i in 1:(nc - 1)) {
  v1 <- df[, i]
  for (j in (i + 1):nc) {
    v2 <- df[, j]
    mx[i, j] <- sum(v1 * v2)
  }
}
mx

m = as.matrix(df)
(t(m) %*% m)
結果は，
> mx
     [,1] [,2] [,3] [,4] [,5]
[1,]    0   22   20   20   21
[2,]    0    0   21   24   24
[3,]    0    0    0   24   20
[4,]    0    0    0    0   22
[5,]    0    0    0    0    0
と
> (t(m) %*% m)
   V1 V2 V3 V4 V5
V1 47 22 20 20 21
V2 22 50 21 24 24
V3 20 21 48 24 20
V4 20 24 24 44 22
V5 21 24 20 22 46

No.22496　Re: Ｒ　二重ループをapply()関数で書き直したい　　【明石】　2017/12/23(Sat) 20:44

青木先生，
いつもお世話になり，ありがとうございます，明石と申します。

大変に勉強になりました。

ループ　→　apply()関数　と，安易に，思考停止していたことを恥ずかしく思います。

(t(m) %*% m)
の計算方法は，興味深く，大変に勉強になりました。

先生がお書きになられたこと
> プログラムする前に，
> 「何をやっているのだろうか？」と考えるとよいと思います。

よいクリスマスプレゼントとして，肝に銘じます。

今回も，大変に良い勉強をさせていただき，誠にありがとうございました。