如何通过多个for循环使Rcpp代码高效？

Question

我正在尝试通过从R调用来实现以下Rcpp代码。计算时间非常慢。有很多for循环。

#include <RcppArmadillo.h>
using namespace Rcpp;
// [[Rcpp::depends(RcppArmadillo)]]

// [[Rcpp::export]]
arma::mat qpart(
      const int& n,
      const int& p,
      const int& m,
      arma::vec& G,
      arma::vec& ftime,
      arma::vec& cause,
      arma::mat& covs,
      arma::mat& S1byS0hat,
      arma::vec& S0hat,
      arma::vec& expz){

      arma::mat q(n,p);
      q.zeros();
      for(int u=0;u<n;++u){
         arma::mat q1(1,p);
         q1.zeros();
         for(int iprime=0;iprime<n;++iprime){
            for(int i=0;i<n;++i){
               if(cause(iprime)==1 & cause(i)>1 & (ftime(i) < ftime(u)) & (ftime(u) <= ftime(iprime))){
                   q1 += (covs.row(i) - S1byS0hat.row(iprime))*G(iprime)/G(i)*expz(i)/S0hat(iprime);
               }
             }
         }
         q.row(u) = q1/(m*m);
      }
return q;
}

以下是R中的一个示例。

#### In R ########
n = 2000
m = 500
p=3
G = runif(n)
ftime = runif(n,0.01,5)
cause = c(rep(0,600),rep(1,1000),rep(2,400))
covs = matrix(rnorm(n*p),n,p)
S1byS0hat = matrix(rnorm(n*p),p,n)
S0hat = rnorm(n)
expz = rnorm(n)

system.time( qpart(n,p,m,G,ftime,cause,covs,t(S1byS0hat),S0hat,expz))
user  system elapsed 
   21.5     0.0    21.5 

我们可以看到，计算时间非常长。

用R实现的相同代码，计算时间非常长。

q = matrix(0,n,p)
for(u in 1 : n){
    q1 <- matrix(0,p,1)
  for(iprime in 1 : n){
    for(i in 1 : n){
      if(cause[iprime]==1 & cause[i]>1 & (time[i]<time[u]) & (time[u] <= time[iprime])){
          q1 = q1 + (covs[i,] - S1byS0hat[,iprime])*G[iprime]/G[i]*expz[i]/S0hat[iprime]
      }
    }

  }
    q[u,] = q1/(m*m)
}

以下是我正在尝试实现的公式。

Answer 1

首先要注意的是，请使用&&短路其他评估。通过将代码与n = 200一起使用，只需35到8秒钟即可完成操作。

接下来的事情是进一步评估cause[iprime] == 1 && time[u] <= time[iprime]，因为它不取决于i。这仅需0.05秒：