如何使用 Rcpp 就地缩放 NumericMatrix？

Question

这就是我现在正在做的事情

library(Rcpp)

A <- diag(c(1.0, 2.0, 3.0))
rownames(A) <- c('X', 'Y', 'Z')
colnames(A) <- c('A', 'B', 'C')

cppFunction('
void scaleMatrix(NumericMatrix& A, double x) {
    A = A * x;
}')

不幸的是它不起作用:(

> A
  A B C
X 1 0 0
Y 0 2 0
Z 0 0 3
> scaleMatrix(A, 2)
> A
  A B C
X 1 0 0
Y 0 2 0
Z 0 0 3

我从Rcpp FAQ, Question 5.1 那里了解到，Rcpp 应该能够更改我按值传递的对象。从Dirk's answer 中偷一个例子到我之前的问题：

> library(Rcpp)
> cppFunction("void inplaceMod(NumericVector x) { x = x * 2; }")
> x <- as.numeric(1:5)
> inplaceMod(x)
> x
[1]  2  4  6  8 10

我很困惑：可以就地修改NumericVector，但不能修改NumericMatrix？

Answer 1

您可以使用NumericVector 而不是NumericMatrix 来保留行名和列名，请记住，R 中的矩阵只是一个带有附加维度的向量。您可以在从 R 转到 C++（下面的scaleVector）或在 C++ 中（下面的scaleMatrix 取自 @Roland 现已删除的答案）时进行此切换：

library(Rcpp)
cppFunction('
NumericVector scaleVector(NumericVector& A, double x) {
    A = A * x;
    return A;
}')

cppFunction('
NumericMatrix scaleMatrix(NumericMatrix& A, double x) {
    NumericVector B = A;
    B = B * x;
    return A;
}')

如果将这两个函数应用于您的矩阵，则保留行名和列名。但是，矩阵并没有原地改变：

A <- diag(1:3)
rownames(A) <- c('X', 'Y', 'Z')
colnames(A) <- c('A', 'B', 'C')

scaleMatrix(A, 2)
#>   A B C
#> X 2 0 0
#> Y 0 4 0
#> Z 0 0 6
scaleVector(A, 2)
#>   A B C
#> X 2 0 0
#> Y 0 4 0
#> Z 0 0 6
A
#>   A B C
#> X 1 0 0
#> Y 0 2 0
#> Z 0 0 3

原因是diag(1:3)实际上是一个整数矩阵，所以当你将它转移到一个数字矩阵（或向量）时会进行复制：

is.integer(A)
#> [1] TRUE

如果使用数字矩阵开始，则修改就地完成：

A <- diag(c(1.0, 2.0, 3.0))
rownames(A) <- c('X', 'Y', 'Z')
colnames(A) <- c('A', 'B', 'C')

scaleMatrix(A, 2)
#>   A B C
#> X 2 0 0
#> Y 0 4 0
#> Z 0 0 6
scaleVector(A, 2)
#>   A B  C
#> X 4 0  0
#> Y 0 8  0
#> Z 0 0 12
A
#>   A B  C
#> X 4 0  0
#> Y 0 8  0
#> Z 0 0 12