循环和函数式“批处理”

Posted 2021-04-23 随机老化的兴趣笔记

学会了批处理创建变量，很容易就能掌握批处理修改变量名字，批处理修改文件名字等等。这里的引申，是想玩玩R和matlab中的函数式编程。

如何用R将工作空间中a1，a2，a3，到a100这100个变量乘以2变成b1到b100。

请留意对比R和Matlab的做法，其间的不同体现了各自的特色。用Mathematica做算是彩蛋。

一、R的做法

1. 循环

初步想的答案如下

for(i in 1:100){ temp = get( paste("a",i,sep="") ) assign( paste("b",i,sep="") ,2*temp)}

答案中，循环体写成了两行，容易理解。这两行分别用 `get`+字符串获取变量值，赋给中间变量temp，尔后用assign+字符串，创建新变量并赋值。

把两行合并，就可以简化为一行循环体

for(i in 1:100){  assign(  paste("b",i,sep="")  ,2*get( paste("a",i,sep="") ))}

2. 函数式

每当此时，我就很介意，因为循环体只有一行，for头就占了一行，感觉有些“浪费”，我通常会使用函数式编程搞定。原因是，一行语句方便形成一个匿名函数，将循环批处理转为函数式批处理。

apply(as.matrix(1:100),1, function(i){assign(paste("b",i,sep="")  ,2*get(paste("a",i,sep=""))) })

apply作为R core中的函数，实现这个很容易；也可以用类似的map函数，不过得加载包，就不做了。

二、Matlab的做法

1. 循环

matlab可以充分利用字符串数组的特点，将赋值语句形成字符串，再使用eval执行之。可以看到循环的做法比R简单多了：

for k =1:100 eval(['b',num2str(k),'=2*a',num2str(k)])end

2. 函数式

类似R里的apply函数族（lapply,sapply等），matlab也有fun函数族（arrayfun, cellfun, structfun），方便做函数式处理

arrayfun( @(k) assignin('base',['b',num2str(k)], 2*evalin('base',['a',num2str(k)]) ), 1:100 )

在这个例子中，相对于循环的做法麻烦的地方是，匿名函数中须要提取global中的变量，并在global中新建变量。而一旦进入函数体，创建的变量都是local的，因而要有local和global的互通，就有了`evalin()`和`assignin()`两个函数。

三、比较

R的变量环境设计，由循环转为函数式很直接；Matlab需要注意环境的变化。看起来R更容易。

但是，R即便是循环都是麻烦的，其繁琐度和matlab的函数式相近。函数名字R（get和assign）就和matlab（evalin和assignin）相像。

你可能好奇，R也有eval函数，能否仿照写成matlab循环的方式，也是可以哒

for(i in 1:100){  eval( parse(text=paste("b",i,"=2*a",i,sep="")) )}

思路和matlab循环类似，通过paste连接字符串，使用parse将字符串转化为表达式（expression），最后再用eval执行表达式。

然而，这种使用eval的方式，在笔者看来可能会隐藏eval更精妙的地方，即它的第二个参数，即对于环境的设定，使得R里的eval函数有点类似于matlab里的evalin。

四、MMA的做法

MMA的函数式是天生的，并且不建议用循环，因此函数式在前。

1.函数式

MMA支持带下标的名字，所以对这个问题简直是太轻松了，我能想到好多种办法，先玩两种

（1）

（2）

2.循环

也是一行，很直接。