Rcpp:R与C++的无缝整合

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[法] 德克.埃德比特尔 著,寇强,张晔 译
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出版社: 西安交通大学出版社
ISBN:9787560581101
版次:1
商品编码:11846729
包装:平装
丛书名: R语言应用系列
开本:16开
出版时间:2015-12-01
用纸:胶版纸

具体描述

编辑推荐

  

  R 语言是一门主要用于数据处理、统计分析和可视化作图的解释型脚本语言。作为一门编程语言,R (及其“前身” S 语言)在设计之初就面临一个二选一的难题:语言的设计是应该面向用户,让使用者可以快速地建模,还是应该面向机器,以使得代码可以高速地在计算机上运行?最终,语言的设计者们选择了前者,其理念是“人的时间” 比“机器的时间” 更为宝贵。在R 语言诞生后的十几年间,事实证明这个最初的决定使得R 逐渐发展为一门具有高度灵活性和可扩展性的统计编程语言,进而极大地促进了其背后R 语言社区的发展壮大。

  然而,语言的简洁性和灵活性并非恒久不变的法则。随着统计模型越来越复杂,数据量越来越大,众多的R 语言开发者和使用者开始发现效率成为了这门语言的一个瓶颈。“人的时间” 固然宝贵,但“人等待机器的时间” 同样不可忽视。如何在保持语法不变的同时提升程序执行的效率,成为了R 语言开发者们一个十分关注的话题。

  事实上,在R 语言诞生的初期,其核心开发团队就给出了一个解决方案:将计算密集的算法用C/C++ 实现,然后在R 中调用这部分代码。R 语言提供了一系列的API (应用程序接口)来实现它与其他语言的交互,但在很长的一段时间里,积极使用这些接口的R 软件包开发者并不占多数,其中可能重要的一个原因就是这些接口的使用相对繁琐,且文档资料也不够丰富,开发者空有屠龙之刀,却无屠龙之技。

  幸运的是,这一局面在Rcpp 横空出世后被彻底打破。我首次听说Rcpp是在2009 年,当时在统计之都论坛的帖子上(http://cos.name/cn/topic/17665/)大家在讨论如何用R 调用C++ 程序,于是经过一些搜索后我从R 的软件仓库中找到了这个软件包。当时的Rcpp 核心只有两个文件,代码总量不到2000 行,但那时它已经可以极大地简化R 与C++ 之间的交互。现如今,Rcpp 的代码量已经接近10 万行,在R 的官方软件包仓库中有超过300 个软件包直接依赖于Rcpp,而它也成为了被依赖次数多的R 语言扩展包(除去R 自身默认提供的扩展包),没有之一。

  总的来说,Rcpp 定义了一系列的类、函数和接口来增强R 与C++ 之间的交互性。用户只需懂得基本的C++ 知识,就可以写出丰富的可供R 调用的C++ 程序。与R 中传统的C 语言API 相比,Rcpp 利用了更为现代的C++ 编程技术,故而其语法更为简洁,也更富表现力和可读性。此外,Rcpp 还特意针对R 软件包开发提供了一系列便捷的辅助程序,使得开发者

  可以快速地部署项目,开发软件包,省去了许多繁琐而枯燥的设置。或许,这正是Rcpp 能迅速地获得R 软件包开发者青睐的原因。

  本书的原作者,Dirk Eddelbuettel,正是Rcpp 从早到现在开发工作的主导者。从这个角度来说,由作者自己来阐述Rcpp 的设计理念和使用方法是恰当不过的了。而更为可贵的是,作者在全书中使用了大量的实例和代码来讲解Rcpp 的细节,可以预想,读者无论是在理念上还是在实战中都能从本书中受益。

  本书的两位译者为本书中文版的面世付出了大量的时间和心血。需要特别提到的是,两位译者同样也是R 社区活跃的开发者,他们在许多R 软件包和编程项目中都大量使用了Rcpp。也正是因为如此,两位译者在执笔过程中融入了自己使用Rcpp 的心得和体会,在语言上将原本可能艰涩的编程概念用更加平易近人的方式表达出来,相信读者在阅读本书的过程中会体会到译者的用心。


  

内容简介

  

  Rcpp是R应广泛的语言扩展包,它被应用于超过100个CRAN和BioConductor的包中。这本书是关于Rcpp的一本综合性导论。Rcpp使得用户可以在R和C++之间来回传递数值、向量、列表或者完整的R对象,在给R分析框架带来深度的同时,也带来了C++的威力、速度和效率。

  本书适用于希望使用C++ 代码对R 进行扩展的R 用户。熟悉R 语言对于阅读本书自然很有帮助;有很多其他书籍提供了回顾和特定的介绍。C++的知识也很有帮助,尽管我们不严格要求。附录为只熟悉R 语言的读者提供了一个非常简短的C++ 简介。


  

作者简介

  Dirk Eddelbuettel,成为CRAN的贡献者已逾十年,他维护了超过20个包,是R和其他量化软件在Debian/Ubuntu上的维护者,并负责编辑CRAN上的金融与高性能运算的任务视图。此外他还是R/Finance年会的共同发起人,《统计软件》期刊的编辑。他拥有法国社会科学高等研究院(巴黎)的Ph.D.学位,现就职于芝加哥任高级量化分析师。

精彩书评

  

  Rcpp将强大且用途广泛的R与高效的C++整合在一起。有了Rcpp,R和C++之间的数据传输可谓畅通无阻,对大部分R用户而言终于可以进行高性能统计计算。Rcpp应该成为每个统计学家工具箱的一部分。

  ——Michael Braun, MIT斯隆商学院
  
  

  《Rcpp: R与C++的无缝整合》是一本妙不可言的书。对使用R和C++的人来说,此书是不容错过的宝库。本书的写作非常出色。关于应用的章节更是天赐之宝。这些章节包括矩阵包Armadillo和Eigen、GNU Scientific Library以及可以让使用者在C++中调用R的RInside。这些应用对使用R和C++进行科研编程的人来说是必需的。我爱这本书。

  ——Rober McCulloch,芝加哥大学布斯商学院
  
  

  对致力于严谨的计算研究的人来说,Rcpp是一个重要的包。Dirk这本书是他们的好伙伴,它用大量的例子和循循善诱的介绍,带领读者从登堂到入室。本书囊括了你想了解的关于Rcpp、它的表亲(如RcppArmadillo、RcppEigen等)、modules、包的开发以及sugar的方方面面。总而言之,它是你书架上的必备之作。

  ——Sanjog Misra, UCLA 安德森管理学院
  
  

  Rcpp标志着R在科学计算领域飞跃性的发展。只需几行C++代码,你在可以在拥有R的数据结构的可读性的同时,享受C++的计算性能。因此,用C++实现的高性能数值计算程序可以轻易迪该用R实现,并且速度将大大提升。Dirk是开发的关键任务,他的数将会带领读者从第一步到运用Rcpp完整的机理。这是一本值得推荐的书。

  ——Sren H?jsgaard, 丹麦奥尔堡大学数学系

前言/序言


Rcpp:R与C++的无缝整合 一部引领统计计算新纪元的著作,一本开启 R 语言性能飞跃的宝典。 本书并非一本仅仅堆砌代码的教程,也不是一本晦涩难懂的理论阐释。它是一座桥梁,一座连接 R 语言强大统计分析能力与 C++ 语言卓越执行效率的宏伟桥梁。如果您是一位 R 用户,在面对日益庞大复杂的数据集时,感受到性能瓶颈的束缚;如果您是一位 C++ 开发者,渴望将手中的高性能代码无缝地融入 R 的统计建模和数据可视化生态中;又或者,您是一名对统计计算的底层原理充满好奇的研究者,希望深入理解 R 内部机制并进行性能优化,那么,本书将是您不容错过的至关重要的指南。 洞察 R 语言的性能藩篱,拥抱 C++ 的速度优势 R 语言以其直观的语法、丰富的统计函数库和强大的数据可视化能力,征服了全球无数的数据科学家和统计学家。然而,在处理海量数据或执行计算密集型任务时,R 的解释型语言特性所带来的性能劣势也日益凸显。循环的缓慢、内存管理的效率低下,都可能成为您研究进程中的“拦路虎”。 本书的初衷,便是要彻底解决这一困境。我们深知,直接改写 R 的核心代码并非易事,而 C++ 作为一门编译型语言,其在计算速度、内存控制和底层操作方面的优势是毋庸置疑的。然而,如何将这两者高效、安全、便捷地结合起来,一直是困扰着许多 R 用户的难题。 Rcpp:不仅仅是一个库,更是一种思维方式 Rcpp,正是解决这一难题的“金钥匙”。它不仅仅是一个 C++ 库,更是一套完整的框架和一系列精妙的工具,旨在将 C++ 的强大能力“注入”到 R 中。本书将从最基础的概念入手,层层递进,为您揭示 Rcpp 的核心设计理念,以及它如何实现 R 与 C++ 之间的“无缝整合”。 您将学习到如何定义 C++ 函数,并将其作为 R 的原生函数一样调用,体验前所未有的执行速度。本书将详细讲解 Rcpp 如何处理 R 中的各种数据结构,例如向量、列表、数据框等,以及如何将 C++ 的计算结果高效地传递回 R。您将不再受限于 R 语言固有的性能限制,而是能够充分发挥 C++ 在底层计算上的优势,为您的数据分析项目带来质的飞跃。 从零开始,构建您的 C++ 性能引擎 本书的结构设计,旨在让不同背景的读者都能快速上手,并逐步深入。 第一部分:入门与基础。 我们将从 Rcpp 的安装与配置开始,确保您能够顺利搭建起开发环境。随后,将介绍 Rcpp 的基本用法,例如如何编写第一个 Rcpp 函数,如何理解 Rcpp 的工作原理,以及如何处理基本的 C++ 数据类型与 R 数据类型的转换。您将在此阶段建立起对 Rcpp 的直观认识,并开始感受到其带来的性能提升。 第二部分:核心特性与进阶技巧。 随着对 Rcpp 的基础掌握,我们将深入探讨其更强大的核心特性。这包括: 向量化计算的 C++ 实现: 学习如何利用 Rcpp 编写高效的向量化 C++ 函数,从而彻底摆脱 R 语言中缓慢的循环。您将了解到 C++ 如何通过 SIMD 指令和优化的内存访问模式,实现远超 R 原生向量化操作的性能。 高级数据结构的处理: 掌握 Rcpp 如何优雅地处理 R 中的复杂数据结构,如嵌套列表、指向指针的数据结构,以及如何高效地在 C++ 和 R 之间传递和操作数据框(`data.frame`)。 异常处理与错误报告: 学习如何在 C++ 代码中实现健壮的异常处理机制,并将错误信息有效地反馈给 R 用户,确保您开发的函数具有良好的鲁棒性。 内存管理与性能调优: 深入理解 Rcpp 的内存管理机制,学习如何避免潜在的内存泄漏,以及如何通过精细的代码优化,进一步榨取 C++ 函数的运行性能。 第三部分:实践应用与案例分析。 理论结合实际,本书将提供一系列精心设计的实践案例,涵盖统计计算的各个领域。您将亲眼见证 Rcpp 在实际项目中的威力: 加速蒙特卡洛模拟: 学习如何使用 Rcpp 将耗时的蒙特卡洛模拟过程显著提速,从而能够运行更大规模的模拟实验,获得更可靠的结果。 优化统计模型估计: 探索如何利用 Rcpp 实现高效的数值优化算法,加速模型参数的估计过程,尤其是在处理高维或复杂模型时。 自定义统计函数: 学习如何利用 Rcpp 创建全新的、高性能的统计函数,扩展 R 的功能边界,满足您独特的分析需求。 与其他 C++ 库集成: 了解 Rcpp 如何作为桥梁,将现有的 C++ 库(如线性代数库、优化库等)无缝集成到 R 的工作流中,充分利用丰富的 C++ 生态系统。 第四部分:面向生产环境与未来展望。 随着您对 Rcpp 的熟练掌握,本书将带领您迈向生产环境的开发。您将学习如何打包您的 Rcpp 代码,使其能够方便地分享和部署。同时,也将展望 Rcpp 的未来发展方向,以及它在更广泛的科学计算领域中的潜力。 不仅仅是代码,更是智慧的结晶 本书的每一章都充满了作者多年积累的实践经验和深刻洞察。我们力求用最清晰、最易懂的语言,阐述复杂的概念。每一段代码示例都经过精心设计和反复验证,旨在帮助您立即将所学知识应用到实际工作中。 本书的价值在于: 性能的飞跃: 毫无疑问,学习 Rcpp 是提升 R 语言计算性能最直接、最有效的方式。对于那些被性能问题困扰多年的 R 用户来说,本书将是他们打开新世界大门的钥匙。 功能的扩展: Rcpp 使得您能够突破 R 语言本身的限制,将任何高性能的 C++ 代码集成到 R 中,极大地扩展了 R 的应用范围。 深入的理解: 通过 Rcpp,您将更深入地理解 R 语言的底层机制,以及 C++ 与 R 之间的数据交互方式,从而成为一名更全面的数据科学家。 高效的开发: 掌握 Rcpp,意味着您能够在更短的时间内完成更复杂的计算任务,将更多精力投入到数据分析和模型构建的“价值创造”环节。 职业发展的助力: 在数据科学领域,掌握 Rcpp 这样的工具,无疑会为您增加重要的竞争力,打开更广阔的职业发展空间。 谁适合阅读本书? R 用户: 任何希望提升 R 语言性能,解决计算瓶颈的 R 用户。 C++ 开发者: 希望将 C++ 的高性能代码快速、便捷地应用于 R 的统计分析和数据科学工作流中的 C++ 开发者。 数据科学家和统计学家: 希望深入理解统计计算的底层原理,并进行性能优化的专业人士。 学术研究人员: 在需要进行大规模模拟、复杂模型估计等计算密集型研究的科学家。 学生和教师: 学习和教授高性能统计计算方法的研究者和教育工作者。 拥抱 Rcpp,就是拥抱无限可能。 让我们一起踏上这段激动人心的旅程,用 R 和 C++ 的强大力量,解锁数据分析的新维度,迎接计算科学的新时代!

用户评价

评分

初次拿到《Rcpp:R与C++的无缝整合》这本书,就立刻被它直观且充满活力的封面设计吸引住了。封面上流动的线条和相互交织的元素,恰如其分地预示着这本书将要讲述的R和C++之间那种流畅、高效的融合。作为一名长期使用R进行数据分析的研究者,我常常会遇到一些计算密集型的任务,现有的R包虽然功能强大,但有时在性能上仍有提升的空间。每当这时,我就不禁会想到,如果能直接调用C++的强大计算能力,将该是多么美好的事情。这本书的出现,仿佛为我打开了一扇新世界的大门,让我看到了将R的易用性和C++的高效性完美结合的可能性。我尤其期待书中能够详细介绍如何从零开始,将一个简单的R函数“升级”为性能更优的C++版本,并且理解其中的原理,而不是仅仅停留在“怎么做”的层面。我希望书中能提供清晰的代码示例,让初学者也能循序渐进地掌握Rcpp的核心概念,比如如何定义函数、如何处理数据类型转换、以及如何进行性能调优。这本书的标题本身就承诺了“无缝整合”,这正是许多R用户梦寐以求的状态,我迫不及待地想深入探索,看看它能否真正实现这一承诺,为我的数据分析工作带来质的飞跃。

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作为一名有一定C++开发经验,但 recently 转向R进行统计和机器学习研究的开发者,我一直对Rcpp这个工具充满好奇。我深知C++的计算效率,也理解R的灵活性和丰富的统计生态系统。将两者结合,无疑是提升R在处理大规模数据和复杂算法时的强大手段。对于《Rcpp:R与C++的无缝整合》这本书,我更关注的是它能否提供深入的、系统性的指导,帮助我理解Rcpp的工作原理,以及如何更好地利用C++的特性来设计高效的R包。我希望书中能够详细讲解Rcpp的宏、类和函数,以及它们如何在C++和R之间进行交互。例如,如何高效地管理内存、如何利用C++的模板实现泛型编程,以及如何在Rcpp中进行调试。此外,对于已经熟悉C++的读者,书中是否能提供一些高级技巧,比如如何使用RAII来管理资源,如何进行并行计算,以及如何与其他C++库集成。我期待这本书不仅仅是简单的语法介绍,而是能教会我如何写出健壮、高效、易于维护的Rcpp代码,成为一个Rcpp的“内行”。

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这本书的装帧质量相当不错,纸张触感温润,印刷清晰,阅读起来十分舒适。我拿到这本书时,正值我一个数据项目进入关键的性能优化阶段,之前尝试过几种R的优化技巧,但效果不尽如人意。当我在书店看到《Rcpp:R与C++的无缝整合》时,几乎没有犹豫就买下了。我对Rcpp的了解仅限于听说过它很厉害,但具体如何操作,以及它的底层机制是什么,一直是我心中的一个迷。这本书的开篇是否能迅速抓住读者的注意力,并迅速建立起R与C++结合的必要性和优势,将是评价其价值的重要标准。我希望书中能有一部分详细阐述Rcpp在哪些场景下能够提供显著的性能提升,并且给出具体的量化对比。比如,对于循环、矩阵运算、或者需要大量内存操作的任务,Rcpp是否能够带来数量级的提速?此外,我对函数暴露到R的机制非常感兴趣,如何优雅地设计C++函数,使其能够被R用户无缝调用,而无需理解复杂的C++细节,是提升工作效率的关键。我期待这本书能够循序渐进地引导读者,从基础语法到高级应用,最终能够独立开发出高性能的R包。

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这本书的排版和印刷质量都相当不错,封面设计也很有吸引力,让我对内容充满了期待。我是一个对性能要求比较高的R用户,经常会处理一些非常庞大的数据集,或者需要运行一些 computationally intensive 的算法。虽然R本身已经提供了很多强大的包,但有时候还是会感觉力不从心,计算速度的瓶颈非常明显。一直听说Rcpp可以极大地提升R的执行效率,但之前一直没有找到一本能够系统地、深入浅出地讲解Rcpp的书籍。我希望这本书能够从最基础的概念讲起,详细介绍Rcpp的安装、配置以及如何编写第一个Rcpp函数。同时,我也非常关心这本书是否能够提供一些实际的应用场景和解决方案,例如如何使用Rcpp来加速循环、如何处理向量和矩阵运算、以及如何将现有的R代码改写成Rcpp版本。更重要的是,我希望书中能够讲解一些Rcpp的进阶技巧,比如如何进行内存管理、如何优化代码结构、以及如何与其他C++库进行集成,让我能够真正掌握Rcpp,并将其应用于我的实际工作中,显著提升我的数据分析效率。

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我是一名刚接触数据科学不久的学生,目前主要在使用R进行统计建模和数据可视化。在学习过程中,我逐渐意识到,随着数据量的增大和模型复杂度的提升,R的计算速度成为了一个瓶颈。我听说过C++的强大,但一直觉得C++是一门非常难以掌握的语言,其复杂的语法和内存管理让我望而却步。因此,当看到《Rcpp:R与C++的无缝整合》这本书时,我感到非常惊喜。我最关心的是,这本书是否能以一种非常易于理解的方式,将C++的强大能力“包装”起来,让像我这样的R用户,即使不具备深厚的C++背景,也能轻松地利用C++来加速R代码。我希望书中能有详细的入门指南,解释Rcpp的基本语法和核心概念,例如如何使用`Rcpp::export`来暴露C++函数,以及如何处理R和C++之间的数据类型转换。同时,我也希望能看到一些实际的应用案例,展示如何使用Rcpp来优化一些常见的R数据处理任务,比如数据清洗、聚类分析等,并提供清晰的步骤和完整的代码示例,让我能够跟着书本一步步实践,真正体会到Rcpp带来的便利和效率。

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其实 不太喜欢斯普林格的这种风格的封面,没动物书的那么带感

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不错不错呀……… 不错不错呀………………

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不错。英文太难看懂了。还是得看中文的。

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非常不错的一般册子。。。。。。。。。

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多年以后,奥雷连诺上校站在行刑队面前,准会想起父亲带他去参观冰块的那个遥远的下午。当时,马孔多是个二十户人家的村庄,一座座土房都盖在河岸上,河水清澈,沿着遍布石头的河床流去,河里的石头光滑、洁白,活象史前的巨蛋。这块天地还是新开辟的,许多东西都叫不出名字,不得不用手指指点点。每年三月,衣衫褴楼的吉卜赛人都要在村边搭起帐篷,在笛鼓的喧嚣声中,向马孔多的居民介绍科学家的*新发明。他们首先带来的是磁铁。一个身躯高大的吉卜赛人,自称梅尔加德斯,满脸络腮胡子,手指瘦得象鸟的爪子,向观众出色地表演了他所谓的马其顿炼金术士创造的世界第八奇迹。他手里拿着两大块磁铁,从一座农舍走到另一座农舍,大家都惊异地看见,铁锅、铁盆、铁钳、铁炉都从原地倒下,木板上的钉子和螺丝嘎吱嘎吱地拼命想挣脱出来,甚至那些早就丢失的东西也从找过多次的地方兀然出现,乱七八糟地跟在梅尔加德斯的魔铁后面。“东西也是有生命的,”吉卜赛人用刺耳的声调说,“只消唤起它们的灵性。”霍·阿·布恩蒂亚狂热的想象力经常超过大自然的创造力,甚至越过奇迹和魔力的限度,他认为这种暂时无用的科学发明可以用来开采地下的金子。

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好书

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这正是我需要的书!正品!挺不错!

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不错不错呀……… 不错不错呀………………

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梅尔加德斯是个诚实的人,他告诫说:“磁铁干这个却不行。”可是霍·阿·布恩蒂亚当时还不相信吉卜赛人的诚实,因此用自己的一匹骡子和两只山羊换下了两块磁铁。这些家畜是他的妻子打算用来振兴破败的家业的,她试图阻止他,但是枉费工夫。“咱们很快就会有足够的金子,用来铺家里的地都有余啦。”--丈夫回答她。在好儿个月里,

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