[R] オブジェクトによる処理速度の違い

世間的には常識なんだろうと思いますが、へぇ～と思ったのでメモ。
私はプログラミングをきちんとした形で学んだことがないので、こういう基礎的なところからして知識や配慮が欠如しています・・・。

R

x.null <- NULL   # 未定義、無値のオブジェクト（以下の代入によりベクトルになる）
system.time(for(i in 1:100000){x.null[i] <- i/100000})

x.1 <- numeric(1)   # 要素数 1 のベクトル（？）
system.time(for(i in 1:100000){x.1[i] <- i/100000})

x.vector <- numeric(100000)   # サイズを定義したベクトル
system.time(for(i in 1:100000){x.vector[i] <- i/100000})

x.matrix <- matrix(rep(0,100000),100000,1) # マトリクス
system.time(for(i in 1:100000){x.matrix[i,1] <- i/100000})

x.list <- list(numeric(100000))   # リスト
system.time(for(i in 1:100000){x.list[[1]][i] <- i/100000})

x.df <- data.frame(numeric(100000))   # データフレーム
system.time(for(i in 1:100000){x.df[i,1] <- i/100000})

library(data.table)   # データテーブル利用のためパッケージ読み込み

x.dt <- data.table(numeric(100000))   # データテーブル
system.time(for(i in 1:100000){x.dt[i,1] <- i/100000})

実行結果は以下の通り。(実行機はどこにでもあるような今時の安物 Windows PC）

# 未定義、無値のオブジェクト 
> system.time(for(i in 1:100000){x.null[i] <- i/100000})
   ユーザ   システム       経過  
      8.89       0.00       8.92 

# 要素数 1 のベクトル
> system.time(for(i in 1:100000){x.1[i] <- i/100000})
   ユーザ   システム       経過  
      8.91       0.00       9.00 

# サイズを定義したベクトル
> system.time(for(i in 1:100000){x.vector[i] <- i/100000})
   ユーザ   システム       経過  
      0.15       0.00       0.16 

# マトリクス
> system.time(for(i in 1:100000){x.matrix[i,1] <- i/100000})
   ユーザ   システム       経過  
      0.19       0.00       0.19 

# リスト
> system.time(for(i in 1:100000){x.list[[1]][i] <- i/100000})
   ユーザ   システム       経過  
      0.25       0.00       0.25 

# データフレーム
> system.time(for(i in 1:100000){x.df[i,1] <- i/100000})
   ユーザ   システム       経過  
     72.72       0.00      73.01 

# データテーブル
> system.time(for(i in 1:100000){x.dt[i,1] <- i/100000})
   ユーザ   システム       経過  
     47.02       0.00      47.20 

データフレーム・・・。笑。

ところでデータテーブルへの代入はこの書き方で行けましたが、要素の取り出しはリストみたいな書き方でないといけないみたいですね。

> x.dt[1,1]
[1] 1

> x.dt[[1]][1]
[1] 1e-05

まだよくわかってませんが。

とりあえずベクトル化できるものはできるだけ一旦ベクトルにして処理しようと思いました。

R

x.df <- data.frame(numeric(100000))
system.time({
   x.df.v1 <- as.numeric(x.df[,1])
   for(i in 1:100000){x.df.v1[i] <- i/100000}
   x.df[,1] <- x.df.v1
   rm(x.df.v1)
})

   ユーザ   システム       経過  
      0.16       0.00       0.16