R言語でグローバル変数の参照が遅い

Question

R言語で関数内処理中にグローバル変数を参照した処理をしたいのですが assign を使うと処理が遅くなってしまいます。
以下の処理１で 700 ミリ秒、処理２で 220 ミリ秒と約３倍となります。
処理２で使っている「<<-」は非推奨ということなので使わずに速くしたいのですが、何かいい方法はありますでしょうか

処理１：

count1 <- 0

func1 <- function(){
    for(i in 1:100000){
        assign('count1', get("count1",env=.GlobalEnv) + 1, env=.GlobalEnv)
    }
}

func1()
cat('count1=')
cat(count1)

処理2：

count1 <- 0

func1 <- function(){
    for(i in 1:100000){
        count1 <<- count1 + 1
    }
}

func1()
cat('count1=')
cat(count1)

そもそもグローバル変数を頻繁に参照する様な処理がだめでしょう！
というツッコミもあるかも知れませんが、何か高速化方法があればと思い投稿します。

Answer 1

興味深い質問だったので、自分で試してみました。
以下のスクリプトにおいて
func0がassign/getを使うバージョン。
func1が<<-を使うバージョン。
そしてfunc2では、対象のグローバル変数をローカル環境にまずコピーし、処理が全部終わってから書き戻すというのを試してみました。

Rprof(tmp<-tempfile(), interval=0.01)

rep <- 10000000

count1 <- 0
func0 <- function(){
    for(i in 1:rep){
        assign('count1', get("count1",env=.GlobalEnv) + 1, env=.GlobalEnv)
    }
}
func0()
cat(sprintf('count1=%d\n', count1))

count1 <- 0
func1 <- function(){
    for(i in 1:rep){
        count1 <<- count1 + 1
    }
}
func1()
cat(sprintf('count1=%d\n', count1))

count1 <- 0
func2 <- function(){
    count1.local <- count1 
    for(i in 1:rep){
        count1.local <- count1.local + 1
    }
    assign('count1', count1.local, env=.GlobalEnv)
}
func2()
cat(sprintf('count1=%d\n', count1))

Rprof(NULL)
summaryRprof(tmp)

結果をサマライズしたものを示します。

$ R -q --slave --vanilla < ~/test.r |egrep 'count|func|total.time'
count1=10000000
count1=10000000
count1=10000000
                  self.time self.pct total.time total.pct
"func0"                4.52    26.65      15.86     93.51
"func1"                0.82     4.83       0.82      4.83
"func2"                0.27     1.59       0.28      1.65
                       total.time total.pct self.time self.pct
"func0"                     15.86     93.51      4.52    26.65
"func1"                      0.82      4.83      0.82     4.83
"func2"                      0.28      1.65      0.27     1.59

やはりassignとgetの繰り返しは時間を食うようです。
そして、どうやら<<-より<-の方がだいぶん高速のようです。
func2()の所要時間はfun1()の1/3。<<-を使わずに高速化が達成できたと言えそうです。いかがでしょうか。

Comments

[menshan]

ご回答有難うございます。
ローカルにコピーしておくという発想は無かったです。（何で気づかなかったのか・・・）
提示していただいたコピーして最後に書き戻す方法が良さそうです。

実際の処理は関数が１０段ぐらいネストしているのですが、参照の場合は変数名をそのまま参照すれば参照でき
更新している部分は少なく、その部分のみ assign を使えば速く出来そうです。

デバッグ用の関数 Rprof　の使い方とか大変ためになりました。