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R Programming 第三周 Assignment

第一周放出的 Programming Assignment 2 是关于 cache 的。作业其实很简单，基本只要照抄给出的例子就行，但是初学者可能不太容易理解，我在这里解释一下样例代码。

# 这个函数内部一共有两个变量：x 和 m。
# x 是需要处理的 numeric vector（其他类型其实也可以）；
# m 用来存储处理之后的结果。
makeVector <- function(x = numeric()) {
  # 函数内部定义的变量
  m <- NULL
  
  # 用来赋值的函数。"<<-" 是全局赋值符号。
  # 一般的赋值（"＝" 或者 "<-"）只会在当前函数内部（局部）对符号赋值；
  # 如果符号不存在，则创建新的符号。
  # 而 "<<-" 会搜索全局的符号进行赋值，
  # 所以此函数会把 y 的值赋给 makeVector 的输入变量 x，
  # 而不是在 set 函数内部创建一个新的符号 x，将 m 设为 NULL。
  set <- function(y) {
    x <<- y
    m <<- NULL
  }
  
  # 常值函数，返回 x，即需要处理的数据。
  get <- function() x
  
  # 将 mean 的值赋给 m，即缓存处理之后的结果。
  setmean <- function(mean) m <<- mean
  
  # 常值函数，返回 m，即处理结果。
  getmean <- function() m
  
  # 函数 makeVector 返回的是一个 list，其中共有四个元素，
  # 每个元素都是之前定义过的一个函数。
  list(set = set,
       get = get,
       setmean = setmean,
       getmean = getmean) 
}

# 此函数的输入变量 x 必须是一个 makeVector。
cachemean <- function(x, ...) {
  # x 返回一个 makeVector，
  # x$getmean 就是调用 makeVector 中的 getmean 函数，
  # 也就是先查询一下之前有没有计算过 mean 值。
  m <- x$getmean()
  if(!is.null(m)) {
    # m 不是 NULL，说明之前已经计算过 mean 值了，
    # 直接返回结果。
    message("getting cached data")
    return(m)
  }
  
  # 函数如果执行到这一步，说明之前没有计算过 mean。
  # 调用 x 内部的 get 函数，从 x 中调出需要处理的数据。
  data <- x$get()
  # 计算 mean 值。
  m <- mean(data, ...)
  # 调用 x 内部的 setmean 函数，将得到的结果还存到 x 里面去；
  # 下次调用 cachemean 的时候，x 已经缓存了结果，
  # cachemean 函数会在之前的 if 查询中直接返回，不需要再计算了。
  x$setmean(m)
  # 返回结果。
  m
}

这个函数是这样用的：

numbers = seq(1, 10)
cachedNumbers = makeVector(numbers)
cachemean(cachedNumbers)
cachemean(cachedNumbers)

cachemean 函数调用了两次，第一次直接显示结果 5.5，第二次先得到一段 message：getting cached data，然后再输出结果，也就是说第一次调用时的结果已经缓存，以后无论调用多少次，都不需要计算了。

Cache 说到底非常简单，就是每次需要结果的时候，先看看以前有没有计算过，有的话直接返回，否则再计算并把结果存起来。