如何在R中嵌套foreach循环的内循环和外循环之间添加代码

html5 • • 问答

我读过在 R 中执行嵌套 foreach 循环的正确方法是通过嵌套运算符%:%（例如https://cran.r-project.org/web/packages/foreach/vignettes/nested.html）。

但是，使用这种方法时，不能在内循环和外循环之间添加代码——请参见下面的示例。

有没有办法创建嵌套的、并行的 foreach 循环，以便可以在内循环和外循环之间添加代码？

更一般地说，我想到的显而易见的方法有什么问题，即简单地用%dopar%运算符而不是%:%运算符嵌套两个 foreach 循环？请参阅下面的简单示例。

library(foreach)

# Set up backend
cl = makeCluster(6)
registerDoParallel(cl)
on.exit(stopCluster(cl))

# Run nested loop with '%:%' operator. Breaks if adding code between the inner and outer loops 
foreach(i=1:2) %:% 
  # a = 1 #trivial example of running code between outer and inner loop -- throws error 
  foreach(j = 1:3) %dopar% {
    i * j
  }

# Run nested loop using 2 '%dopar%' statements -- is there anything wrong with this?
foreach(i=1:2, .packages = 'foreach') %dopar% {
  a = 1 #trivial example of running code between outer and inner loop
  foreach(j = 1:3) %dopar% {
    i * j
  }
}

回答

本章的“使用%:%与%dopar%从您的文档”提供给了一个有用的提示：

所有的任务都是完全独立的，所以它们都可以并行执行

该%:%运算符将多个 foreach 循环转换为单个循环。这就是上例中只有一个%do%运算符的原因。当我们通过将 更改%do%为 a 来并行化嵌套的 foreach 循环时%dopar%，我们正在创建一个可以并行执行的单个任务流。

当您将两者结合%dopar%并测量执行时间时，您会看到只有外循环是并行执行的，这可能不是您要寻找的：

system.time(
foreach(i=1:2, .packages = 'foreach') %dopar% {
  # Outer calculation
  Sys.sleep(.5)
  foreach(j = 1:3) %dopar% {
    # Inner calculation
    Sys.sleep(1)
  }
})
#  user      system     elapsed 
#  0.00        0.00        3.52

这段经过的时间反映了：

parallel[ outer(0.5s) + sequential [3 * inner(1s)] ] ~ 3.5s

如果外层计算不是太长，将其放入内循环实际上更快，因为使用了您示例的 6 个工人：

system.time(res <- foreach(i=1:2, .packages = 'foreach') %:%
  foreach(j = 1:3) %dopar% {
    # Outer calculation
    Sys.sleep(.5)
    # Inner calculation
    Sys.sleep(1)
  })
#  user      system     elapsed 
#  0.02        0.02        1.52

如果外层计算太长，并且您的内循环比外循环多得多，您可以并行预先计算外循环。然后您可以在 内使用结果%:%：

system.time({
  precalc <- foreach(i=1:2) %dopar% {
    # Outer pre-calculation
    Sys.sleep(2)
    i
  }
  foreach(i=1:2, .packages = 'foreach') %:%
    foreach(j = 1:12) %dopar% {
      # Inner calculation
      Sys.sleep(1)
      precalc[[i]]*j
    }
})
#   user  system elapsed 
#   0.11    0.00    5.25

快于：

system.time({
  foreach(i=1:2, .packages = 'foreach') %:%
    foreach(j = 1:12) %dopar% {
      # Outer calculation
      Sys.sleep(2)
      
      # Inner calculation
      Sys.sleep(1)
      i*j
    }
})

#   user  system elapsed 
#   0.13    0.00    9.21

以上是如何在R中嵌套foreach循环的内循环和外循环之间添加代码的全部内容。
THE END
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