仅熔化矩阵中的最高值

Posted 2023-03-12

【中文标题】仅熔化矩阵中的最高值

【英文标题】：Melt only highest values in matrix

【发布时间】：2017-12-26 19:57:22

【问题描述】：

我有一个大型方阵，其中包含每行或每列之间的相关性：

mat <- matrix(rnorm(5000 * 5000), nrow = 5000, dimnames = list(
    paste0("ID", seq_len(5000)), paste0("ID", seq_len(5000))))

我想从这个矩阵中提取前 100,000 个唯一对（即 ID1-ID2 与 ID2-ID1 相同），然后将它们转换为数据框。目前，我正在使用此代码：

corDat <- reshape2::melt(mat, varnames = c("id.A", "id.B"),
                       value.name = "value", na.rm = T)
corDat <- corDat[as.character(corDat$id.A) < as.character(corDat$id.B),]
corDat <- corDat[order(-corDat$value),]
top_n <- 100000
corDat <- corDat[seq_len(top_n),]

结果：

head(corDat)

           id.A   id.B    value
19316931 ID1931 ID3864 5.658092
14312231 ID2231 ID2863 5.416562
3225529   ID529  ID646 5.357433
3492653  ID2653  ID699 5.297154
17046659 ID1659 ID3410 5.105343
3323364  ID3364  ID665 4.987266    
...

但是，由于矩阵很大，上面的前两个操作（melt矩阵和删除重复对）需要很长时间，通常超过 5 分钟。我需要将此操作应用于数百个可变大小的方阵（通常大于 5000x5000）。

我确信必须有一种更快的方法来提取这些信息，因为我实际上不需要融合整个矩阵——只需要与前 100,000 个值关联的行和列名。如何更有效地完成此操作？

【问题讨论】：

当你说“top 100,000 unique pairs”时，你是指矩阵mat的上三角吗？

【参考方案1】：

这是使用索引的基本 R 版本：

up <- upper.tri(mat)
inds <- which( up , arr.ind = TRUE )
out <- data.frame( id.A = rownames(mat)[ inds[,1] ] , id.B = rownames(mat)[ inds[,2] ] , value = mat[up] )
#order and select the top ten:
out[order(-out$value),][1:10,]

在我的机器上，这比 melt 快大约 3.5 倍。

我假设您想要矩阵的上三角部分。

请注意，您的 as.character(corDat$id.A) < as.character(corDat$id.B) 语句不会选择上三角部分，因为多位字符串比较的工作方式（例如，"ID10" < "ID7" 的计算结果为 TRUE）。

【讨论】：

感谢您澄清关于 R 中字符串比较的这一点，我不知道这一点。是的，我所说的唯一对仅指矩阵的上（或下）三角形——实际上矩阵是对称的，尽管在我的示例中我并没有考虑让它对称。