للحلقة في R مع أمثلة للقائمة والمصفوفة

A لحلقة يكرر هذا الأمر كتلة من التعليمات البرمجية مرة واحدة لكل عنصر من عناصر التسلسل. يمكن أن يكون هذا التسلسل متجهًا، أو قائمة، أو إطار بيانات، أو مصفوفة، أو أي كائن آخر يمكن لـ R التكرار عليه. R حساسة لحالة الأحرف، لذا فإن الكلمة المفتاحية تكون دائمًا بأحرف صغيرة. لـوتكون الأقواس المعقوفة مطلوبة كلما امتد الجسم على أكثر من سطر واحد.

صيغة حلقة التكرار "for" في لغة R

for (i in vector) {
    Exp
}

هنا،

R سوف يتكرر فوق جميع المتغيرات في المتجه ويقوم بالحساب المكتوب داخل EXP.

دعونا نرى بعض الأمثلة.

للحلقة في R مثال 1: نكرر جميع عناصر المتجه ونطبع القيمة الحالية.

# Create fruit vector
fruit <- c('Apple', 'Orange', 'Passion fruit', 'Banana')
# Create the for statement
for ( i in fruit){ 
 print(i)
}

الإخراج:

## [1] "Apple"
## [1] "Orange"
## [1] "Passion fruit"
## [1] "Banana"

للحلقة في R مثال 2: قم بتربيع كل عدد صحيح من 1 إلى 4 وقم بتخزين النتائج في قائمة.

# Create an empty list
list <- c()
# Create a for statement to populate the list
for (i in seq(1, 4, by=1)) {
  list[[i]] <- i*i
}
print(list)

الإخراج:

## [1]   1  4 9 16

تُعدّ حلقات التكرار مفيدة في مجال التعلّم الآلي. ضبط مُعامل التنظيم يعني اختبار العديد من القيم المُرشّحة والاحتفاظ بها.ping الدالة التي تقلل من دالة الخسارة، وحلقة التكرار هي الطريقة المباشرة لمسح هذا النطاق.

كيفية استخدام break و next في حلقة for

كلمتان مفتاحيتان تقاطعان التسلسل الطبيعي لحلقة for.

• استراحة يخرج من الحلقة فوراً ويتخطى كل عنصر متبقٍ.
• التالي يتخلى عن العنصر الحالي فقط وينتقل إلى العنصر التالي.

fruit <- c('Apple', 'Orange', 'Passion fruit', 'Banana')

# break: stop at the first match
for (i in fruit) {
    if (i == 'Passion fruit') {
        print('Found it, stopping here')
        break
    }
    print(i)
}

# next: skip one element and carry on
for (i in fruit) {
    if (i == 'Orange') next
    print(i)
}

في الحلقات المتداخلة، تعمل عبارتا break و next فقط على الحلقة الداخلية التي تحتويهما. ولإخراج كلتا الحلقتين من مثال المصفوفة، قم بتعيين متغير علامة واختبره في الحلقة الخارجية أيضًا.

استخدم الدالة seq_along() للفهارس. كتابة حلقة التكرار (for (i in 1:length(x)) تبدو غير ضارة، لكنها تفشل مع كائن فارغ، لأن 1:0 ينتج التسلسل 1، 0، وبالتالي يتم تنفيذ الحلقة مرتين. أما دالة seq_along(x) فتعيد تسلسلًا فارغًا، لذا يتم تخطي الحلقة بشكل صحيح.

for (i in seq_along(fruit)) {
    cat(i, fruit[i], '\n')
}

حلقة تكرارية على قائمة

مرحاضping يعمل الأمر على قائمة تمامًا مثل المرحاضping على متجه، باستثناء أن كل عنصر يمكن أن يحمل نوعًا مختلفًا:

# Create a list with three vectors
fruit <- list(Basket = c('Apple', 'Orange', 'Passion fruit', 'Banana'), 
Money = c(10, 12, 15), purchase = FALSE)
for (p  in fruit) 
{ 
	print(p)
}

الإخراج:

## [1] "Apple" "Orange" "Passion fruit" "Banana"       
## [1] 10 12 15
## [1] FALSE

حلقة تكرارية على مصفوفة

تحتوي المصفوفة على بعدين، الصفوف والأعمدة، لذا فإن التكرار على كل خلية يتطلب حلقتين متداخلتين: حلقة خارجية للصفوف وحلقة داخلية للأعمدة.

# Create a matrix
mat <- matrix(data = seq(10, 20, by=1), nrow = 6, ncol =2)
# Create the loop with r and c to iterate over the matrix
for (r in 1:nrow(mat))   
    for (c in 1:ncol(mat))  
         print(paste("Row", r, "and column",c, "have values of", mat[r,c]))  

الإخراج:

## [1] "Row 1 and column 1 have values of 10"
## [1] "Row 1 and column 2 have values of 16"
## [1] "Row 2 and column 1 have values of 11"
## [1] "Row 2 and column 2 have values of 17"
## [1] "Row 3 and column 1 have values of 12"
## [1] "Row 3 and column 2 have values of 18"
## [1] "Row 4 and column 1 have values of 13"
## [1] "Row 4 and column 2 have values of 19"
## [1] "Row 5 and column 1 have values of 14"
## [1] "Row 5 and column 2 have values of 20"
## [1] "Row 6 and column 1 have values of 15"
## [1] "Row 6 and column 2 have values of 10" 

حلقة تكرارية على إطار بيانات في لغة R

إطار البيانات عبارة عن قائمة من الأعمدة، لذا فإن حلقة التكرار العادية تتنقل بين أعمدته بدلاً من صفوفه. وهذا هو المطلوب عادةً.

df <- data.frame(a = 1:5, b = 6:10, c = 11:15)

# Loop over the columns
for (col in names(df)) {
    cat(col, 'has mean', mean(df[[col]]), '\n')
}

لاحظ القوس المزدوج. df[[col]] extracts العمود كمتجه، بينما df[col] تُرجع إطار بيانات من عمود واحد لا يمكن لـ mean() التعامل معه.

مرحاضping على صفوف. التكرار على مستوى الصفوف ممكن ولكنه بطيء، لأن برنامج R ينسخ الصف في كل تمريرة:

for (r in seq_len(nrow(df))) {
    cat('Row', r, 'sums to', sum(df[r, ]), '\n')
}

لأي شيء يتجاوز بضعة آلاف من الصفوف، يُفضل استخدام rowSums(df) أو apply(df, 1, sum) أو dplyr group_by() و summarise() خط الأنابيب، وكلها تقوم بنفس العمل دون الحاجة إلى النسخ.

مقارنة بين حلقات التكرار (for Loops) والتحويل إلى متجهات (Vectorization) في لغة R

لغة R هي لغة متجهة: فمعظم عواملها ووظائفها تعمل بالفعل على متجهات كاملة دفعة واحدة، في كود C المُترجم. أما الحلقة الصريحة التي تُكرر عملية متجهة عنصرًا بعنصر فهي أطول وأبطأ.

# Loop version
squares <- c()
for (i in 1:4) {
    squares[i] <- i * i
}

# Vectorized version, same result
squares <- (1:4)^2

عندما تكون الحلقة هي الحل الصحيح. احتفظ بحلقة for عندما تعتمد كل تكرار على النتيجة السابقة، أو عندما تقوم باستدعاء خدمة خارجية أو كتابة ملفات، أو عندما تكون الوضوح أهم من السرعة في كائن صغير.

إذا كان لا بد من استخدام حلقة تكرارية، فقم بتخصيص الذاكرة مسبقًا. يؤدي تكبير كائن داخل حلقة تكرارية إلى إجبار لغة R على نسخه في كل دورة. أنشئه بالحجم الكامل أولاً:

# Slow: the vector is reallocated on every pass
out <- c()
for (i in 1:1000) out[i] <- i^2

# Fast: allocated once
out <- numeric(1000)
for (i in 1:1000) out[i] <- i^2

حلقة التكرار For في لغة R: مرجع سريع

جميع العناصر المستخدمة في هذا الدرس التعليمي مدرجة أدناه:

for (i in v) { print(i) }

for (i in seq_along(v)) { print(v[i]) }

for (p in my_list) { print(p) }

for (col in names(df)) { print(mean(df[[col]])) }

for (r in 1:nrow(m)) for (c in 1:ncol(m)) print(m[r, c])

if (condition) break

if (condition) next

out <- numeric(n)

الأسئلة الشائعة