Rcpp:R與C++的無縫整閤

Rcpp:R與C++的無縫整閤 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[法] 德剋.埃德比特爾 著,寇強,張曄 譯
圖書標籤:
  • Rcpp
  • R
  • C++
  • 高性能計算
  • 數據科學
  • 編程
  • 統計計算
  • 軟件開發
  • 技術編程
  • 量化分析
  • 代碼優化
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齣版社: 西安交通大學齣版社
ISBN:9787560581101
版次:1
商品編碼:11846729
包裝:平裝
叢書名: R語言應用係列
開本:16開
齣版時間:2015-12-01
用紙:膠版紙

具體描述

編輯推薦

  

  R 語言是一門主要用於數據處理、統計分析和可視化作圖的解釋型腳本語言。作為一門編程語言,R (及其“前身” S 語言)在設計之初就麵臨一個二選一的難題:語言的設計是應該麵嚮用戶,讓使用者可以快速地建模,還是應該麵嚮機器,以使得代碼可以高速地在計算機上運行?最終,語言的設計者們選擇瞭前者,其理念是“人的時間” 比“機器的時間” 更為寶貴。在R 語言誕生後的十幾年間,事實證明這個最初的決定使得R 逐漸發展為一門具有高度靈活性和可擴展性的統計編程語言,進而極大地促進瞭其背後R 語言社區的發展壯大。

  然而,語言的簡潔性和靈活性並非恒久不變的法則。隨著統計模型越來越復雜,數據量越來越大,眾多的R 語言開發者和使用者開始發現效率成為瞭這門語言的一個瓶頸。“人的時間” 固然寶貴,但“人等待機器的時間” 同樣不可忽視。如何在保持語法不變的同時提升程序執行的效率,成為瞭R 語言開發者們一個十分關注的話題。

  事實上,在R 語言誕生的初期,其核心開發團隊就給齣瞭一個解決方案:將計算密集的算法用C/C++ 實現,然後在R 中調用這部分代碼。R 語言提供瞭一係列的API (應用程序接口)來實現它與其他語言的交互,但在很長的一段時間裏,積極使用這些接口的R 軟件包開發者並不占多數,其中可能重要的一個原因就是這些接口的使用相對繁瑣,且文檔資料也不夠豐富,開發者空有屠龍之刀,卻無屠龍之技。

  幸運的是,這一局麵在Rcpp 橫空齣世後被徹底打破。我首次聽說Rcpp是在2009 年,當時在統計之都論壇的帖子上(http://cos.name/cn/topic/17665/)大傢在討論如何用R 調用C++ 程序,於是經過一些搜索後我從R 的軟件倉庫中找到瞭這個軟件包。當時的Rcpp 核心隻有兩個文件,代碼總量不到2000 行,但那時它已經可以極大地簡化R 與C++ 之間的交互。現如今,Rcpp 的代碼量已經接近10 萬行,在R 的官方軟件包倉庫中有超過300 個軟件包直接依賴於Rcpp,而它也成為瞭被依賴次數多的R 語言擴展包(除去R 自身默認提供的擴展包),沒有之一。

  總的來說,Rcpp 定義瞭一係列的類、函數和接口來增強R 與C++ 之間的交互性。用戶隻需懂得基本的C++ 知識,就可以寫齣豐富的可供R 調用的C++ 程序。與R 中傳統的C 語言API 相比,Rcpp 利用瞭更為現代的C++ 編程技術,故而其語法更為簡潔,也更富錶現力和可讀性。此外,Rcpp 還特意針對R 軟件包開發提供瞭一係列便捷的輔助程序,使得開發者

  可以快速地部署項目,開發軟件包,省去瞭許多繁瑣而枯燥的設置。或許,這正是Rcpp 能迅速地獲得R 軟件包開發者青睞的原因。

  本書的原作者,Dirk Eddelbuettel,正是Rcpp 從早到現在開發工作的主導者。從這個角度來說,由作者自己來闡述Rcpp 的設計理念和使用方法是恰當不過的瞭。而更為可貴的是,作者在全書中使用瞭大量的實例和代碼來講解Rcpp 的細節,可以預想,讀者無論是在理念上還是在實戰中都能從本書中受益。

  本書的兩位譯者為本書中文版的麵世付齣瞭大量的時間和心血。需要特彆提到的是,兩位譯者同樣也是R 社區活躍的開發者,他們在許多R 軟件包和編程項目中都大量使用瞭Rcpp。也正是因為如此,兩位譯者在執筆過程中融入瞭自己使用Rcpp 的心得和體會,在語言上將原本可能艱澀的編程概念用更加平易近人的方式錶達齣來,相信讀者在閱讀本書的過程中會體會到譯者的用心。


  

內容簡介

  

  Rcpp是R應廣泛的語言擴展包,它被應用於超過100個CRAN和BioConductor的包中。這本書是關於Rcpp的一本綜閤性導論。Rcpp使得用戶可以在R和C++之間來迴傳遞數值、嚮量、列錶或者完整的R對象,在給R分析框架帶來深度的同時,也帶來瞭C++的威力、速度和效率。

  本書適用於希望使用C++ 代碼對R 進行擴展的R 用戶。熟悉R 語言對於閱讀本書自然很有幫助;有很多其他書籍提供瞭迴顧和特定的介紹。C++的知識也很有幫助,盡管我們不嚴格要求。附錄為隻熟悉R 語言的讀者提供瞭一個非常簡短的C++ 簡介。


  

作者簡介

  Dirk Eddelbuettel,成為CRAN的貢獻者已逾十年,他維護瞭超過20個包,是R和其他量化軟件在Debian/Ubuntu上的維護者,並負責編輯CRAN上的金融與高性能運算的任務視圖。此外他還是R/Finance年會的共同發起人,《統計軟件》期刊的編輯。他擁有法國社會科學高等研究院(巴黎)的Ph.D.學位,現就職於芝加哥任高級量化分析師。

精彩書評

  

  Rcpp將強大且用途廣泛的R與高效的C++整閤在一起。有瞭Rcpp,R和C++之間的數據傳輸可謂暢通無阻,對大部分R用戶而言終於可以進行高性能統計計算。Rcpp應該成為每個統計學傢工具箱的一部分。

  ——Michael Braun, MIT斯隆商學院
  
  

  《Rcpp: R與C++的無縫整閤》是一本妙不可言的書。對使用R和C++的人來說,此書是不容錯過的寶庫。本書的寫作非常齣色。關於應用的章節更是天賜之寶。這些章節包括矩陣包Armadillo和Eigen、GNU Scientific Library以及可以讓使用者在C++中調用R的RInside。這些應用對使用R和C++進行科研編程的人來說是必需的。我愛這本書。

  ——Rober McCulloch,芝加哥大學布斯商學院
  
  

  對緻力於嚴謹的計算研究的人來說,Rcpp是一個重要的包。Dirk這本書是他們的好夥伴,它用大量的例子和循循善誘的介紹,帶領讀者從登堂到入室。本書囊括瞭你想瞭解的關於Rcpp、它的錶親(如RcppArmadillo、RcppEigen等)、modules、包的開發以及sugar的方方麵麵。總而言之,它是你書架上的必備之作。

  ——Sanjog Misra, UCLA 安德森管理學院
  
  

  Rcpp標誌著R在科學計算領域飛躍性的發展。隻需幾行C++代碼,你在可以在擁有R的數據結構的可讀性的同時,享受C++的計算性能。因此,用C++實現的高性能數值計算程序可以輕易迪該用R實現,並且速度將大大提升。Dirk是開發的關鍵任務,他的數將會帶領讀者從第一步到運用Rcpp完整的機理。這是一本值得推薦的書。

  ——Sren H?jsgaard, 丹麥奧爾堡大學數學係

前言/序言


Rcpp:R與C++的無縫整閤 一部引領統計計算新紀元的著作,一本開啓 R 語言性能飛躍的寶典。 本書並非一本僅僅堆砌代碼的教程,也不是一本晦澀難懂的理論闡釋。它是一座橋梁,一座連接 R 語言強大統計分析能力與 C++ 語言卓越執行效率的宏偉橋梁。如果您是一位 R 用戶,在麵對日益龐大復雜的數據集時,感受到性能瓶頸的束縛;如果您是一位 C++ 開發者,渴望將手中的高性能代碼無縫地融入 R 的統計建模和數據可視化生態中;又或者,您是一名對統計計算的底層原理充滿好奇的研究者,希望深入理解 R 內部機製並進行性能優化,那麼,本書將是您不容錯過的至關重要的指南。 洞察 R 語言的性能藩籬,擁抱 C++ 的速度優勢 R 語言以其直觀的語法、豐富的統計函數庫和強大的數據可視化能力,徵服瞭全球無數的數據科學傢和統計學傢。然而,在處理海量數據或執行計算密集型任務時,R 的解釋型語言特性所帶來的性能劣勢也日益凸顯。循環的緩慢、內存管理的效率低下,都可能成為您研究進程中的“攔路虎”。 本書的初衷,便是要徹底解決這一睏境。我們深知,直接改寫 R 的核心代碼並非易事,而 C++ 作為一門編譯型語言,其在計算速度、內存控製和底層操作方麵的優勢是毋庸置疑的。然而,如何將這兩者高效、安全、便捷地結閤起來,一直是睏擾著許多 R 用戶的難題。 Rcpp:不僅僅是一個庫,更是一種思維方式 Rcpp,正是解決這一難題的“金鑰匙”。它不僅僅是一個 C++ 庫,更是一套完整的框架和一係列精妙的工具,旨在將 C++ 的強大能力“注入”到 R 中。本書將從最基礎的概念入手,層層遞進,為您揭示 Rcpp 的核心設計理念,以及它如何實現 R 與 C++ 之間的“無縫整閤”。 您將學習到如何定義 C++ 函數,並將其作為 R 的原生函數一樣調用,體驗前所未有的執行速度。本書將詳細講解 Rcpp 如何處理 R 中的各種數據結構,例如嚮量、列錶、數據框等,以及如何將 C++ 的計算結果高效地傳遞迴 R。您將不再受限於 R 語言固有的性能限製,而是能夠充分發揮 C++ 在底層計算上的優勢,為您的數據分析項目帶來質的飛躍。 從零開始,構建您的 C++ 性能引擎 本書的結構設計,旨在讓不同背景的讀者都能快速上手,並逐步深入。 第一部分:入門與基礎。 我們將從 Rcpp 的安裝與配置開始,確保您能夠順利搭建起開發環境。隨後,將介紹 Rcpp 的基本用法,例如如何編寫第一個 Rcpp 函數,如何理解 Rcpp 的工作原理,以及如何處理基本的 C++ 數據類型與 R 數據類型的轉換。您將在此階段建立起對 Rcpp 的直觀認識,並開始感受到其帶來的性能提升。 第二部分:核心特性與進階技巧。 隨著對 Rcpp 的基礎掌握,我們將深入探討其更強大的核心特性。這包括: 嚮量化計算的 C++ 實現: 學習如何利用 Rcpp 編寫高效的嚮量化 C++ 函數,從而徹底擺脫 R 語言中緩慢的循環。您將瞭解到 C++ 如何通過 SIMD 指令和優化的內存訪問模式,實現遠超 R 原生嚮量化操作的性能。 高級數據結構的處理: 掌握 Rcpp 如何優雅地處理 R 中的復雜數據結構,如嵌套列錶、指嚮指針的數據結構,以及如何高效地在 C++ 和 R 之間傳遞和操作數據框(`data.frame`)。 異常處理與錯誤報告: 學習如何在 C++ 代碼中實現健壯的異常處理機製,並將錯誤信息有效地反饋給 R 用戶,確保您開發的函數具有良好的魯棒性。 內存管理與性能調優: 深入理解 Rcpp 的內存管理機製,學習如何避免潛在的內存泄漏,以及如何通過精細的代碼優化,進一步榨取 C++ 函數的運行性能。 第三部分:實踐應用與案例分析。 理論結閤實際,本書將提供一係列精心設計的實踐案例,涵蓋統計計算的各個領域。您將親眼見證 Rcpp 在實際項目中的威力: 加速濛特卡洛模擬: 學習如何使用 Rcpp 將耗時的濛特卡洛模擬過程顯著提速,從而能夠運行更大規模的模擬實驗,獲得更可靠的結果。 優化統計模型估計: 探索如何利用 Rcpp 實現高效的數值優化算法,加速模型參數的估計過程,尤其是在處理高維或復雜模型時。 自定義統計函數: 學習如何利用 Rcpp 創建全新的、高性能的統計函數,擴展 R 的功能邊界,滿足您獨特的分析需求。 與其他 C++ 庫集成: 瞭解 Rcpp 如何作為橋梁,將現有的 C++ 庫(如綫性代數庫、優化庫等)無縫集成到 R 的工作流中,充分利用豐富的 C++ 生態係統。 第四部分:麵嚮生産環境與未來展望。 隨著您對 Rcpp 的熟練掌握,本書將帶領您邁嚮生産環境的開發。您將學習如何打包您的 Rcpp 代碼,使其能夠方便地分享和部署。同時,也將展望 Rcpp 的未來發展方嚮,以及它在更廣泛的科學計算領域中的潛力。 不僅僅是代碼,更是智慧的結晶 本書的每一章都充滿瞭作者多年積纍的實踐經驗和深刻洞察。我們力求用最清晰、最易懂的語言,闡述復雜的概念。每一段代碼示例都經過精心設計和反復驗證,旨在幫助您立即將所學知識應用到實際工作中。 本書的價值在於: 性能的飛躍: 毫無疑問,學習 Rcpp 是提升 R 語言計算性能最直接、最有效的方式。對於那些被性能問題睏擾多年的 R 用戶來說,本書將是他們打開新世界大門的鑰匙。 功能的擴展: Rcpp 使得您能夠突破 R 語言本身的限製,將任何高性能的 C++ 代碼集成到 R 中,極大地擴展瞭 R 的應用範圍。 深入的理解: 通過 Rcpp,您將更深入地理解 R 語言的底層機製,以及 C++ 與 R 之間的數據交互方式,從而成為一名更全麵的數據科學傢。 高效的開發: 掌握 Rcpp,意味著您能夠在更短的時間內完成更復雜的計算任務,將更多精力投入到數據分析和模型構建的“價值創造”環節。 職業發展的助力: 在數據科學領域,掌握 Rcpp 這樣的工具,無疑會為您增加重要的競爭力,打開更廣闊的職業發展空間。 誰適閤閱讀本書? R 用戶: 任何希望提升 R 語言性能,解決計算瓶頸的 R 用戶。 C++ 開發者: 希望將 C++ 的高性能代碼快速、便捷地應用於 R 的統計分析和數據科學工作流中的 C++ 開發者。 數據科學傢和統計學傢: 希望深入理解統計計算的底層原理,並進行性能優化的專業人士。 學術研究人員: 在需要進行大規模模擬、復雜模型估計等計算密集型研究的科學傢。 學生和教師: 學習和教授高性能統計計算方法的研究者和教育工作者。 擁抱 Rcpp,就是擁抱無限可能。 讓我們一起踏上這段激動人心的旅程,用 R 和 C++ 的強大力量,解鎖數據分析的新維度,迎接計算科學的新時代!

用戶評價

評分

這本書的排版和印刷質量都相當不錯,封麵設計也很有吸引力,讓我對內容充滿瞭期待。我是一個對性能要求比較高的R用戶,經常會處理一些非常龐大的數據集,或者需要運行一些 computationally intensive 的算法。雖然R本身已經提供瞭很多強大的包,但有時候還是會感覺力不從心,計算速度的瓶頸非常明顯。一直聽說Rcpp可以極大地提升R的執行效率,但之前一直沒有找到一本能夠係統地、深入淺齣地講解Rcpp的書籍。我希望這本書能夠從最基礎的概念講起,詳細介紹Rcpp的安裝、配置以及如何編寫第一個Rcpp函數。同時,我也非常關心這本書是否能夠提供一些實際的應用場景和解決方案,例如如何使用Rcpp來加速循環、如何處理嚮量和矩陣運算、以及如何將現有的R代碼改寫成Rcpp版本。更重要的是,我希望書中能夠講解一些Rcpp的進階技巧,比如如何進行內存管理、如何優化代碼結構、以及如何與其他C++庫進行集成,讓我能夠真正掌握Rcpp,並將其應用於我的實際工作中,顯著提升我的數據分析效率。

評分

這本書的裝幀質量相當不錯,紙張觸感溫潤,印刷清晰,閱讀起來十分舒適。我拿到這本書時,正值我一個數據項目進入關鍵的性能優化階段,之前嘗試過幾種R的優化技巧,但效果不盡如人意。當我在書店看到《Rcpp:R與C++的無縫整閤》時,幾乎沒有猶豫就買下瞭。我對Rcpp的瞭解僅限於聽說過它很厲害,但具體如何操作,以及它的底層機製是什麼,一直是我心中的一個迷。這本書的開篇是否能迅速抓住讀者的注意力,並迅速建立起R與C++結閤的必要性和優勢,將是評價其價值的重要標準。我希望書中能有一部分詳細闡述Rcpp在哪些場景下能夠提供顯著的性能提升,並且給齣具體的量化對比。比如,對於循環、矩陣運算、或者需要大量內存操作的任務,Rcpp是否能夠帶來數量級的提速?此外,我對函數暴露到R的機製非常感興趣,如何優雅地設計C++函數,使其能夠被R用戶無縫調用,而無需理解復雜的C++細節,是提升工作效率的關鍵。我期待這本書能夠循序漸進地引導讀者,從基礎語法到高級應用,最終能夠獨立開發齣高性能的R包。

評分

我是一名剛接觸數據科學不久的學生,目前主要在使用R進行統計建模和數據可視化。在學習過程中,我逐漸意識到,隨著數據量的增大和模型復雜度的提升,R的計算速度成為瞭一個瓶頸。我聽說過C++的強大,但一直覺得C++是一門非常難以掌握的語言,其復雜的語法和內存管理讓我望而卻步。因此,當看到《Rcpp:R與C++的無縫整閤》這本書時,我感到非常驚喜。我最關心的是,這本書是否能以一種非常易於理解的方式,將C++的強大能力“包裝”起來,讓像我這樣的R用戶,即使不具備深厚的C++背景,也能輕鬆地利用C++來加速R代碼。我希望書中能有詳細的入門指南,解釋Rcpp的基本語法和核心概念,例如如何使用`Rcpp::export`來暴露C++函數,以及如何處理R和C++之間的數據類型轉換。同時,我也希望能看到一些實際的應用案例,展示如何使用Rcpp來優化一些常見的R數據處理任務,比如數據清洗、聚類分析等,並提供清晰的步驟和完整的代碼示例,讓我能夠跟著書本一步步實踐,真正體會到Rcpp帶來的便利和效率。

評分

作為一名有一定C++開發經驗,但 recently 轉嚮R進行統計和機器學習研究的開發者,我一直對Rcpp這個工具充滿好奇。我深知C++的計算效率,也理解R的靈活性和豐富的統計生態係統。將兩者結閤,無疑是提升R在處理大規模數據和復雜算法時的強大手段。對於《Rcpp:R與C++的無縫整閤》這本書,我更關注的是它能否提供深入的、係統性的指導,幫助我理解Rcpp的工作原理,以及如何更好地利用C++的特性來設計高效的R包。我希望書中能夠詳細講解Rcpp的宏、類和函數,以及它們如何在C++和R之間進行交互。例如,如何高效地管理內存、如何利用C++的模闆實現泛型編程,以及如何在Rcpp中進行調試。此外,對於已經熟悉C++的讀者,書中是否能提供一些高級技巧,比如如何使用RAII來管理資源,如何進行並行計算,以及如何與其他C++庫集成。我期待這本書不僅僅是簡單的語法介紹,而是能教會我如何寫齣健壯、高效、易於維護的Rcpp代碼,成為一個Rcpp的“內行”。

評分

初次拿到《Rcpp:R與C++的無縫整閤》這本書,就立刻被它直觀且充滿活力的封麵設計吸引住瞭。封麵上流動的綫條和相互交織的元素,恰如其分地預示著這本書將要講述的R和C++之間那種流暢、高效的融閤。作為一名長期使用R進行數據分析的研究者,我常常會遇到一些計算密集型的任務,現有的R包雖然功能強大,但有時在性能上仍有提升的空間。每當這時,我就不禁會想到,如果能直接調用C++的強大計算能力,將該是多麼美好的事情。這本書的齣現,仿佛為我打開瞭一扇新世界的大門,讓我看到瞭將R的易用性和C++的高效性完美結閤的可能性。我尤其期待書中能夠詳細介紹如何從零開始,將一個簡單的R函數“升級”為性能更優的C++版本,並且理解其中的原理,而不是僅僅停留在“怎麼做”的層麵。我希望書中能提供清晰的代碼示例,讓初學者也能循序漸進地掌握Rcpp的核心概念,比如如何定義函數、如何處理數據類型轉換、以及如何進行性能調優。這本書的標題本身就承諾瞭“無縫整閤”,這正是許多R用戶夢寐以求的狀態,我迫不及待地想深入探索,看看它能否真正實現這一承諾,為我的數據分析工作帶來質的飛躍。

評分

書的質量還可以,這個價格也還可以接受。

評分

深入淺齣的好書,京東快遞不錯

評分

這正是我需要的書!正品!挺不錯!

評分

其實 不太喜歡斯普林格的這種風格的封麵,沒動物書的那麼帶感

評分

梅爾加德斯是個誠實的人,他告誡說:“磁鐵乾這個卻不行。”可是霍·阿·布恩蒂亞當時還不相信吉蔔賽人的誠實,因此用自己的一匹騾子和兩隻山羊換下瞭兩塊磁鐵。這些傢畜是他的妻子打算用來振興破敗的傢業的,她試圖阻止他,但是枉費工夫。“咱們很快就會有足夠的金子,用來鋪傢裏的地都有餘啦。”--丈夫迴答她。在好兒個月裏,

評分

書的質量還可以,這個價格也還可以接受。

評分

寫的一流,無問題

評分

非常不錯的一般冊子。。。。。。。。。

評分

京東上的東西我覺得非常好,我的所有東西都在京東上麵買的,送貨速度非常快,買瞭東西就知道什麼時候來,我在京東買東西好多年瞭,京東的東西都是正品,售後服務特彆好,我太喜歡瞭!這次買的東西還是一如繼往的好,買瞭我就迫不及待的打開,確實很不錯,我真是太喜歡瞭。在京東消費很多,都成鑽石會員瞭,哈哈,以後還會買,所有的東西都在京東買,京東商城是生活首選!

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