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我在 R 中运行滚动回归,使用存储在data.table.

我有一个工作版本,但感觉就像一个 hack——我真的在使用我从zoo包中知道的东西,并且没有任何魔法data.table......因此,它感觉比它应该的要慢。

结合 Joshua 的建议 - 下面 - 通过使用lm.fit而不是lm.

(修订)示例代码:

require(zoo)
require(data.table)
require(rbenchmark)
set.seed(1)

tt <- seq(as.Date("2011-01-01"), as.Date("2012-01-01"), by="day")
px <- rnorm(366, 95, 1)

DT <- data.table(period=tt, pvec=px)

dtt <- DT[,tnum:=as.numeric(period)][, list(pvec, tnum)]
dtx <- as.matrix(DT[,tnum:=as.numeric(period)][, tnum2:= tnum^2][, int:=1][, list(pvec, int, tnum, tnum2)])

rollreg <- function(dd) coef(lm(pvec ~ tnum + I(tnum^2), data=as.data.frame(dd)))
rollreg.fit <- function(dd) coef(lm.fit(y=dd[,1], x=dd[,-1]))

rr <- function(dd) rollapplyr(dd, width=20, FUN = rollreg, by.column=FALSE)
rr.fit <- function(dd) rollapplyr(dd, width=20, FUN = rollreg.fit, by.column=FALSE)

bmk <- benchmark(rr(dtt), rr.fit(dtx), 
         columns = c('test', 'elapsed', 'relative'),
         replications = 10,
         order = 'elapsed'
       )

     test elapsed relative
2 rr.fit(dtx)    0.48   1.0000
1     rr(dtt)    5.85  12.1875

尝试应用这里这里展示的知识,我制作了以下简单的滚动回归函数,我认为它使用了一些 data.table 操作的速度。

请注意,问题有点不同(而且更现实):取一个向量,添加滞后,然后回归自身。这类 AR 类型的问题非常广泛。

我在这里分享它,因为它可能有用,我确信它可以改进(我会随着改进而更新):

require(data.table)
set.seed(1)
x  <- rnorm(1000)
DT <- data.table(x)
DTin <- data.table(x)

lagDT <- function(DTin, varname, l=5)
{
    i = 0
    while ( i < l){
        expr <- parse(text = 
                  paste0(varname, '_L', (i+1), 
                     ':= c(rep(NA, (1+i)),', varname, '[-((length(',     varname, ') - i):length(', varname, '))])'
                 )
              )
    DTin[, eval(expr)]
    i <- i + 1
}
return(DTin)
}   

rollRegDT <- function(DTin, varname, k=20, l=5)
{
adj <- k + l - 1
.x <- 1:(nrow(DTin)-adj)
DTin[, int:=1]
dtReg <- function(dd) coef(lm.fit(y=dd[-c(1:l),1], x=dd[-c(1:l),-1]))
eleNum <- nrow(DTin)*(l+1)
outMatx <- matrix(rep(NA, eleNum), ncol = (l+1))
colnames(outMatx) <- c('intercept', 'L1', 'L2', 'L3', 'L4', 'L5')
for (i in .x){
    dt_m <- as.matrix(lagDT(DTin[i:(i+adj), ], varname, l))
    outMatx[(i+(adj)),] <- dtReg(dt_m)
}
return(outMatx)
}

rollCoef <- rollRegDT(DT, varname='x')
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据我所知,不是;data.table滚动窗口没有任何特殊功能。其他包已经在向量上实现了滚动功能,因此它们可以jdata.table. 如果它们不够高效,并且没有包有更快的版本(?),那么这是一个自己编写更快版本并(当然)贡献它们的情况:要么是现有的包,要么是创建你自己的包。

相关问题(按照链接中的链接):

使用data.table加速rollapply
R data.table滑动窗口
R中多列滚动回归

于 2012-08-28T10:51:31.723 回答
2

使用包中的roll_regres功能,您可以快 14585 / 766 ~ 19 倍rollRegres

require(zoo)
require(data.table)
require(microbenchmark)
set.seed(1)

tt <- seq(as.Date("2011-01-01"), as.Date("2012-01-01"), by="day")
px <- rnorm(366, 95, 1)

DT <- data.table(period=tt, pvec=px)

dtt <- DT[,tnum:=as.numeric(period)][, list(pvec, tnum)]

# this is a quite bad problem as tnum and the square has a high cor
cor(dtt$tnum, dtt$tnum^2)
#R [1] 0.9999951

# so we center it to avoid numerical issues in the comparisons
dtt$tnum <- dtt$tnum - mean(dtt$tnum)
cor(dtt$tnum, dtt$tnum^2)
#R [1] -2.355659e-21

dtx <- as.matrix(DT[,tnum:=as.numeric(period)][, tnum2:= tnum^2][, int:=1][, list(pvec, int, tnum, tnum2)])

rollreg <- function(dd)
  coef(lm(pvec ~ tnum + I(tnum^2), data = as.data.frame(dd)))
rollreg.fit <- function(dd) coef(lm.fit(y=dd[,1], x=dd[,-1]))

rr <- function(dd) rollapplyr(
  dd, width=20, FUN = rollreg, by.column = FALSE, align = "right")
rr.fit <- function(dd) rollapplyr(
  dd, width=20, FUN = rollreg.fit, by.column = FALSE, align = "right")

#####
# use rollRegres
library(rollRegres)
rollreg_out    <- rr(dtt)
rollRegres_out <- roll_regres(pvec ~ tnum + I(tnum^2), dtt, width = 20L)

# show that they give the same
all.equal(rollRegres_out$coefs[-(1:19), ], rollreg_out,
          check.attributes = FALSE)
#R [1] "Mean relative difference: 4.985435e-08"

#####
# benchmark
microbenchmark(
  rr = rr(dtt),
  rr.fit = rr.fit(dtx),
  roll_regres = roll_regres(pvec ~ tnum + I(tnum^2), dtt ,width = 20L),
  times = 5)
#R Unit: microseconds
#R expr        min         lq        mean     median         uq       max neval
#R          rr 279404.357 279456.901 282071.3414 279989.840 282201.396 289304.21     5
#R      rr.fit  13744.598  14017.981  14585.2106  14147.166  14887.117  16129.19     5
#R roll_regres    621.037    660.939    766.7364    721.383    843.853    986.47     5
于 2018-02-18T23:11:04.367 回答