如何将R语言flipCoinPoissonTimes函数运行100次并合并结果？

我编写了flipCoinPoissonTimes()函数，模拟基于泊松分布的抛硬币实验，首次出现正面时停止并返回结果数据框。需要将该函数运行100次，把所有结果（包含iteration和total_turns列）合并为一个纵向数据框，但使用replicate(100, flipCoinPoissonTimes())未得到正确结果，求正确实现方法。

原函数代码如下：

flipCoinPoissonTimes <- function() {
    lambda <- 5  # initial parameter for the Poisson distribution
    num_flips <- rpois(1, lambda)  # generate a random number from a Poisson distribution

    p <- 0.5  # initial probability of heads
    set <- 1  # initial set number
    results <- data.frame(set=integer(), turn_number=integer(), value_of_p=numeric(), result=character(), lambda=numeric(), num_flips=integer())

    while(TRUE) {
        for (turn_number in 1:num_flips) {
            flip <- runif(1)  # generate a random number between 0 and 1
            if (flip < p) {
                results <- rbind(results, data.frame(set=set, turn_number=turn_number, value_of_p=p, result="Heads", lambda=lambda, num_flips=num_flips))
                return(results)  # stop once the first head is observed
            } else {
                results <- rbind(results, data.frame(set=set, turn_number=turn_number, value_of_p=p, result="Tails", lambda=lambda, num_flips=num_flips))
                p <- p / 2  # reduce the probability of heads by half
            }
        }
        # if no heads were observed in this set, generate a new Poisson random number centered around the previous num_flips
        lambda <- num_flips
        num_flips <- rpois(1, lambda)
        p <- 0.5  # reset the probability of heads
        set <- set + 1  # increment the set number
    }
}

解决方案 #

方法一：使用lapply循环处理并合并 #

replicate默认会尝试简化结果结构，导致数据框无法正确保留。改用lapply遍历迭代次数，每次生成结果后补充iteration和total_turns列，最后合并所有数据框：

# 运行100次并生成最终合并数据框
final_results <- do.call(rbind, lapply(1:100, function(iter) {
    # 调用模拟函数
    res <- flipCoinPoissonTimes()
    # 添加迭代序号列
    res$iteration <- iter
    # 添加本次实验的累计抛币次数列
    res$total_turns <- 1:nrow(res)
    return(res)
}))

# 查看合并后的结果前几行
head(final_results)

方法二：用replicate生成列表后处理 #

如果坚持使用replicate，需要指定simplify=FALSE让它返回列表，再给每个列表元素补充信息后合并：

# 生成100次模拟结果的列表
sim_list <- replicate(100, flipCoinPoissonTimes(), simplify = FALSE)

# 给每个结果添加迭代信息并合并
final_results <- do.call(rbind, mapply(function(res, iter) {
    res$iteration <- iter
    res$total_turns <- 1:nrow(res)
    res
}, sim_list, 1:100, SIMPLIFY = FALSE))

两种方法最终都会得到一个包含所有100次实验结果的纵向数据框，其中：

• iteration标记该记录属于第几次实验
• total_turns标记该记录是本次实验的第几次抛币

内容的提问来源于stack exchange，提问作者konofoso