通过布尔索引向量过滤后，是否有 R 成语用于获取向量中最小元素的索引？答案

【问题标题】：Is there an R idiom for obtainig the index of the minimum element in a vector after filtering by a boolean index vector?通过布尔索引向量过滤后，是否有 R 成语用于获取向量中最小元素的索引？
【发布时间】：2021-08-07 08:00:19
【问题描述】：

假设我有一个向量，例如

x <- c(7,2,8,1,6,5)

和一个布尔向量，例如

b <- c(TRUE,FALSE,FALSE,FALSE,TRUE,FALSE)

我想找到x 中最小元素的索引，b 中的对应元素是TRUE。但是，如果我写

which.min(x[b])

它返回 2，因为 x[b] 的计算结果为 c(7,6)。相反，我想在b 索引之前获得5，向量x 的相应索引。我会写

(1:6)[b][which.min(x[b])]

但这不是很可读！有没有更易读的方式？

【问题讨论】：

在标题中寻找 maximum，但在文本中寻找 smallest 元素。
已编辑以修复标题。谢谢:-)

标签： r indexing boolean

【解决方案1】：

我建议replace()，

which.min(replace(x, !b, NA))

这类似于GKi's 的一个很好的解决方案，但如果所有b 都是FALSE，它仍然有效。

【讨论】：

【解决方案2】：

可以使用[<- 将FALSE 位置设置为NA，而不是将x 与b 子集。

which.min("[<-"(x, !b, NA))
#[1] 5

或者，它也可以设置为例如Inf，正如@mrflick 的回答中所给出的，但这将限制一般适用性，要用于which.max，它需要设置为-Inf，如果没有TRUE，它将返回一个索引。

使用which可以将逻辑向量转换为索引，这些索引可以用于子集和子集，类似于@mrflick的解决方案，但避免使用which两次。

i <- which(b)
i[which.min(x[i])]
#[1] 5

如果x 中的值都是正数，您可以除以b 给出b == FALSE Inf 的情况（如果是负数x @ 987654339@) - 这种方式不推荐。

which.min(x / b)
#[1] 5

与bench::mark比较：

n <- 1e6
set.seed(42)
x <- sample(0:99, n, TRUE)
b <- sample(c(TRUE,FALSE), n, TRUE)

bench::mark(which.min(ifelse(b, x, Inf))
, which(b)[which.min(x[b])]
#, which(x == min(x[b]))             #Result not equal to others
#, which(x == min(x[b]) & b)         #Result not equal to others
, which.min("[<-"(x, !b, NA))
, which.min("[<-"(x, !b, Inf))
, which.min(x / b)
)
#  expression                        min   median `itr/sec` mem_alloc `gc/sec` n_itr  n_gc total_time
#  <bch:expr>                   <bch:tm> <bch:tm>     <dbl> <bch:byt>    <dbl> <int> <dbl>   <bch:tm>
#1 which.min(ifelse(b, x, Inf))  13.75ms  13.95ms      70.6   30.52MB     61.2    15    13      212ms
#2 which(b)[which.min(x[b])]      5.13ms    5.2ms     192.    19.07MB     92.5    58    28      303ms
#3 which.min(`[<-`(x, !b, NA))    3.58ms   3.67ms     271.    11.44MB     51.2   106    20      391ms
#4 which.min(`[<-`(x, !b, Inf))   4.85ms   4.96ms     200.    19.07MB    100.     50    25      250ms
#5 which.min(x/b)                 3.99ms   4.05ms     246.     7.63MB     22.6   109    10      442ms

b <- logical(n) #No True
bench::mark(#which.min(ifelse(b, x, Inf)) #Wrong result
  which(b)[which.min(x[b])]
, which.min("[<-"(x, !b, NA))
#, which.min("[<-"(x, !b, Inf))           #Wrong result
#, which.min(x / b)                       #Wrong result
)
#  expression                     min median `itr/sec` mem_alloc `gc/sec` n_itr  n_gc total_time result
#  <bch:expr>                  <bch:> <bch:>     <dbl> <bch:byt>    <dbl> <int> <dbl>   <bch:tm> <list>
#1 which(b)[which.min(x[b])]   1.18ms 1.21ms      826.    7.63MB     72.9   340    30      412ms <int …
#2 which.min(`[<-`(x, !b, NA)) 5.36ms 5.49ms      181.   15.26MB     38.3    71    15      392ms <int …

b <- !logical(n) #All True
bench::mark(which(b)[which.min(x[b])]
, which.min("[<-"(x, !b, NA))
)
#  expression                     min median `itr/sec` mem_alloc `gc/sec` n_itr  n_gc total_time result
#  <bch:expr>                  <bch:> <bch:>     <dbl> <bch:byt>    <dbl> <int> <dbl>   <bch:tm> <list>
#1 which(b)[which.min(x[b])]   5.06ms 5.25ms      184.    19.1MB     92.0    54    27      293ms <int …
#2 which.min(`[<-`(x, !b, NA)) 3.59ms 3.81ms      261.    11.4MB     48.5   102    19      391ms <int …

【讨论】：

“纳秒”基准测试并不是很有用；你能把x 和b 放大吗？
@SymbolixAU 感谢您的评论！我更新了比较。
如果所有b 都是FALSE，它将失败。

【解决方案3】：

如果您在 x 中有唯一值：

which(x == min(x[b]))
#[1] 5

如果x 中可能有重复项：

which(x == min(x[b]) & b)
#[1] 5

【讨论】：

【解决方案4】：

在您执行x[b] 之后，生成的向量没有值的原始索引的内存。该信息丢失。另一种方法是将 FALSE 的值更改为非常大的值。例如

which.min(ifelse(b, x, Inf))
# [1] 5

另一种选择是

which(b)[which.min(x[b])]

因为which(b)与(1:6)[b]基本相同

【讨论】：