高效地将数值向量的每个元素与前一个元素进行比较

Question

高效地将数值向量的每个元素与前一个元素进行比较

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我想生成时间间隔值 - 给定一个向量，如20、30、69、89、200，每对之间的差异是多少?

数据集有2500万个元素，因此我研究了R和RCpp两种解决方案 - 速度很重要。 R的实现如下：

intertime <- function(x){

    output <- x[2:length(x)] - x[1:(length(x)-1)]
    return(output)
}

C++ 实现：

NumericVector intertime(NumericVector timestamps) {

  //Identify size of input object
  int input_size = timestamps.size();

  //Instantiate output object
  NumericVector output(input_size-1);

  //Loop over the data
  for(int i = 1; i < input_size;++i){

    //For each entry, the output value is [entry] minus [previous entry]
    output[i-1] = (timestamps[i] - timestamps[i-1]);

  }

  //Return
  return output;
}

C++实现比R实现快约一个数量级。我知道R在向量化操作方面进行了优化，所以速度差异如此之小不应该让我太惊讶，但是：有没有人能想到一种更有效的在Rcpp/C++中执行这些操作的方法？请注意，内容中保留了html标签。

- Oliver Keyes

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我不确定我是否理解了，但 diff(x) 可能是你想要的吗？ - Tyler Rinker

我并没有看到这两个函数之间有数量级的速度差异。在我的基准测试中，Rcpp实现比另一个函数快3到4倍，这被我认为是非常出色的（也让我感到相当惊讶）。你在R函数中执行的操作已经得到了强烈的优化（并且是用C实现的）。由于一些额外的检查，diff应该比你的R函数慢。 - Roland

Roland：哦，有趣！你使用的输入向量有多大？ - Oliver Keyes

我尝试了长度为1e6和1e7的普通随机数。 - Roland

是的，使用微基准测试框架。Roland 关于 3/4 倍更快的位数是正确的 - 不确定我是怎么错过了那个。结果在这里。 - Oliver Keyes

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1个回答

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原文链接

- 101010 · Accepted Answer

在标准C ++中，有std::adjacent_difference函数来完成您想要的操作：

#include <iostream>
#include <numeric>

int main () {
  int val[] = {1,2,3,5,9,11,12};
  int result[7];

  std::adjacent_difference (val, val+7, result);
  for(auto i : result) std::cout << i << " ";
  std::cout << std::endl;
}

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