Incorporer du C dans R, créer son package

Incorporation de code C en R
Création d’un package en R

Création d’un package R

Pierre Alquier

Groupe de travail R, mercredi 2 mai 2012

Pierre Alquier C/R/Packages


Plan

1 Incorporation de code C en R

2 Création d’un package en R



Pourquoi utiliser du code C en R ?

L’execution de programmes écrits en R est souvent assez lente,
en particulier en présence de boucles.
Un exemple idiot :

f = function(X)
{
RES = 0
for (i in 1:length(X)) RES = RES + X[i]
return(RES)
}



La solution !

Lorsqu’on peut, il faut éviter les boucles et utiliser les
fonctions R. Dans l’exemple :

sum(X)

fait l’aﬀaire...



La solution !

Lorsqu’on peut, il faut éviter les boucles et utiliser les
fonctions R. Dans l’exemple :

sum(X)

fait l’aﬀaire...

Si ça n’est pas possible, une autre solution consiste à écrire la
fonction en C, donc l’exécution est beaucoup plus rapide.



Ecriture de la fonction en C
Dans le ﬁchier :
nomfichier.c
on écrit :
#include <R.h>
#include <Rmath.h>

void somme(double *x, double *res, int *lg)
{
int i;

for (i=0;i<*lg;i++) *res += x[i];
}


Compilation du code C

La première étape consiste à compiler le code C à l’aide du
compilateur C. Dans l’invite de commande shell (linux) ou
DOS (windows) :

R CMD SHLIB nomfichier.c

Ceci va créer un objet dynamique (.so) sous linux ou une
librairie dynamique (.dll) sous windows.
Ensuite, il faut, sous R, appeler cette librairie :

dyn.load("nomfichier.so")

(ou .dll si on travaille sous windows).



La fonction .C() de R

Appel du code C en R via la fonction .C() de R. Attention,
cette fonction prend en argument :
1 le nom de la fonction C ;
2 les variables que l’on donne à manger à cette fonction.
Cette fonction donne en sortie une liste qui contient comme
champs :
1 les variables que l’on a donné à manger à la fonction et
qui ont pu être modiﬁées entre temps.



La fonction .C() de R

Appel du code C en R :

g = function(X)
{
LG = length(X)
A = .C("somme",x=as.double(X),res=as.double(0),
lg=as.integer(LG))
return(A$res)
}




1 Incorporation de code C en R

2 Création d’un package en R



Pourquoi créer un package ?

Pourquoi créer un package plutôt que de diﬀuser directement
son code en R et en C ?
1 essentiellement, en travaillant un peu plus, on évite à
l’utilisateur de devoir gérer les appels à la fonction .C(),
compiler lui-même, etc...
2 on obtient un joli produit ﬁni que l’on peut mettre à
disposition des utilisateurs sur sa page web ou même le
soumettre sur le site de R.



La fonction package.skeleton()

On souhaite créer le package “MCornec” qui contient deux
fonctions, “f1” et “f2”, chacune écrite en R mais pouvant
appeler du code C par l’intermédiaire de la fonction .C(), ainsi
qu’un jeu de données “data1”.
1 écrire tous les codes en R et en C et charger toutes les
fonctions et jeux de données en mémoire ; ie “f1”, “f2” et
“data1”.
2 appeler sous R la fonction :
package.skeleton(list=c("f1","f2","data1"),
name="MCornec")



La structure du package

Ceci aura eu pour eﬀet de créer dans le répertoire courant la
structure du package :

./MCornec/data/data1.rda
./MCornec/man/data1.Rd
./MCornec/man/f1.Rd
./MCornec/man/f2.Rd
./MCornec/man/MCornec-package.Rd
./MCornec/R/f1.R
./MCornec/R/f2.R
./MCornec/Read-and-delete-me
./MCornec/DESCRIPTION



La documentation

Les ﬁchiers :

./MCornec/man/data1.Rd
./MCornec/man/f1.Rd
./MCornec/man/f2.Rd
./MCornec/man/MCornec-package.Rd
./MCornec/DESCRIPTION

sont des formulaires dont il faut remplir les champs : que fait
la fonction, quels sont ses arguments, qui l’a écrite, etc...
Attention, si il est mal rempli, ceci causera des messages
d’erreurs lors de la compilation du package.



Le code C
Si du code C est appelé par une des fonctions R, celui-ci doit
être ajouté dans le package. Il faut créer le répertoire :

./MCornec/src/

et mettre dedans un unique ﬁchier .c contenant le code. Il faut
également créer le ﬁchier suivant :

./MCornec/R/zzz.R

contenant uniquement le code

.First.lib = function(lib,pkg) {
library.dynam("MCornec",pkg,lib)
}



La compilation : sous linux

Dans le répertoire courant, dans le shell :

R CMD check MCornec

vériﬁe que le package est en état d’être compilé, puis :

R CMD build MCornec

crée le package dans le ﬁchier

./MCornec.tar.gz

prêt à être installé sous R sur n’importe quel ordinateur.



La compilation : sous windows

Dans le répertoire courant, dans l’invite de commande
MS-DOS :

R CMD check MCornec
R CMD build --binary MCornec

compile et crée le package dans le ﬁchier

./MCornec.zip

Attention, pour que ceci fonctionne, il faudra avoir
préalablement installé (en plus de R) un compilateur LaTeX,
un compilateur C, les outils Perl, Rtools (disponibles sur
internet) et s’assurer que tous ces outils sont dans le PATH.



Sources / pour aller plus loin

Ces slides ont été essentiellement préparés à partir du
document :
Sophie Baillargeon (Université Laval). Programmation en R : incorporation de code C et création
de packages, 2007.
Disponible en ligne, par exemple :
http ://www.mat.ulaval.ca/ﬁleadmin/informatique/LogicielR/ProgR_AppelC_Package.pdf

Egalement, on trouve une documentation très très complète
sur le site de R mais qui s’adresse déjà à des codeurs
expérimentés :

R Development Core Team. Writing R Extensions, 2012 (pour la version 2.15.0 de R).
Disponible en ligne :
http ://cran.r-project.org/doc/manuals/R-exts.pdf


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