Introdução ao RCpp - Parte 2.

Dando continuidade ao post de Introdução ao RCpp - Parte 1. Aqui eu mostrarei como os objetos do Rcpp se relacionam com os objetos em R. Os principais objetos do Rcpp são:

1. NumericVector - Objeto representando um vetor numérico no R.
2. CharacterVector - Objeto representando um vetor caracter no R.
3. NumericMatrix - Objeto representando uma matriz numérica no R.
4. CharacterMatrix - Objeto representando uma matriz caracter no R.
5. LogicalVector - Objeto representando um vetor lógico no R.
6. IntegerVector - Objeto representando um vetor inteiro no R.
7. LogicalMatrix - Objeto representando uma matriz lógica no R.
8. IntegerMatrix - Objeto representando uma matriz inteira no R.
9. List - Objeto representando uma lista no R.

Aqui trabalharemos com exemplos de vetores e nos próximos posts o uso de matrizes e listas. Suponha que temos um vetor de retornos e um vetor com os nomes dos ativos representando esses vetores, algo como:

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#Invoca a biblioteca RCpp library(Rcpp) #Define o endereço do arquivo Cpp setwd("C:\\Blog\\Source") #Define a semente para simulação dos dados set.seed(19393) #Gera um vetor numérico de retornos: ret<-rnorm(1000, 0,0.1) #Gera um vetor caracter de nomes: nomes<-replicate(1000, paste(sample(LETTERS, 5, replace=TRUE), collapse=""))

Com base nesses dois inputs podemos pensar em algumas funções escritas em Rcpp que utilizem esses insumos. Por exemplo, considere que desejamos obter os 5 menores valores do vetor ret e os respectivos nomes dessas empresas.

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//Exemplo de função para obter os k menores valores. // [[Rcpp::export]] NumericVector kMenores(int k, NumericVector ret, CharacterVector nomes) {   //Cria um vetor numérico de tamanho k   NumericVector vetMenoresRetornos(k);   //Cria um vetor caracter de tamanho k   CharacterVector vetMenoresNomes(k);   //Faz o loop para achar os k menores   for (int i = 0; i < ret.size(); i++){     //Verifica qual menor é:     int iMenor = qualMenor(ret[i],vetMenoresRetornos);     if(iMenor>-1){       vetMenoresRetornos[iMenor]=ret[i];     }         }   return vetMenoresRetornos; }

Onde a função qualMenor é criada no topo do mesmo arquivo em C++ da seguinte forma:

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#include <rcpp.h> using namespace Rcpp;   //Função para dizer qual posição esse menor é: int qualMenor(double valor,NumericVector vetMenoresRetornos){   //Inicializa a variável   int menor=-1;   //Procura qual o menor:   for(int i=0;i< vetMenoresRetornos.size();i++){     if(valor<=vetMenoresRetornos[i])  return i;   }   return(menor); } </rcpp.h>

Observe que as linhas 1 e 2 do código anterior são mandatórias e devem constar em todos os arquivo com extensão .cpp, ademais como o código anterior não contêm a linha // [[Rcpp::export]] isso significa que a função é interna e não pode ser invocada pelo R. Finalmente, a invocação no R é feito da seguinte forma:

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#Invoca a biblioteca RCpp library(Rcpp) #Define o endereço do arquivo Cpp setwd("C:\\Blog\\Source") #Compila o código em C++ sourceCpp('Teste.cpp') #Inova a função compilada teste<-kMenores(5,ret,nomes) #Confere com a função do R head(sort(teste),5)

Repare que em nenhum momento utilizamos o objeto nomes. Para imprimir o nome das empresas com menor retorno no console podemos alterar a função kMenores da seguinte forma:

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//Exemplo de função para obter os k menores valores. // [[Rcpp::export]] NumericVector kMenores(int k, NumericVector ret, CharacterVector nomes) {   //Cria um vetor numérico de tamanho k   NumericVector vetMenoresRetornos(k);   //Cria um vetor caracter de tamanho k   CharacterVector vetMenoresNomes(k);   //Faz o loop para achar os k menores   for (int i = 0; i < ret.size(); i++){     //Verifica qual menor é:     int iMenor = qualMenor(ret[i],vetMenoresRetornos);     if(iMenor>-1){       //Guarda os retornos mínimos       vetMenoresRetornos[iMenor]=ret[i];       //Guarda os nomes das firmas       vetMenoresNomes[iMenor]=nomes[i];     }   }   //Antes de retornar os resultados imprimir no console o nome   for(int j=0;j < k;j++){     std::cout << "Firma: " << vetMenoresNomes[j] << " Retorno: " << vetMenoresRetornos[j] << std::endl;   }   return vetMenoresRetornos; }

A invocação procede de maneira equivalente a apresentada anteriormente, a diferença é que agora no console do R o nome das firmas e seus retornos simulados são apresentados. Alguns links interessantes para mais detalhes sobre o RCpp:

1. http://adv-r.had.co.nz/Rcpp.html
2. http://gallery.rcpp.org/articles/r-function-from-c++/
3. http://pages.stat.wisc.edu/~gvludwig/Rcpp/