R: создать фрейм данных из скользящего окна

Question

Допустим, у меня есть фрейм данных со следующей структурой:

DF <- data.frame(x = 0:4, y = 5:9)
> DF
  x y
1 0 5
2 1 6
3 2 7
4 3 8
5 4 9

Какой самый эффективный способ превратить «DF» во фрейм данных со следующей структурой:

w x y
1 0 5
1 1 6
2 1 6
2 2 7
3 2 7
3 3 8
4 3 8
4 4 9

Где w - окно длины 2, которое проходит через фрейм данных 'DF.' Длина окна должна быть произвольной, то есть длина 3 дает

w x y
1 0 5
1 1 6
1 2 7
2 1 6
2 2 7
2 3 8
3 2 7
3 3 8
3 4 9

Я немного озадачен этой проблемой, потому что кадр данных может также содержать произвольное количество столбцов, то есть w, x, y, z и т. Д.

/ edit 2: я понял, что редактировать 1 немного неразумно, поскольку xts, похоже, не имеет дело с несколькими наблюдениями на одну точку данных

Answer 1

Мой подход заключается в использовании функции embed. Первое, что нужно сделать, это создать последовательную последовательность индексов в векторе. Возьмите фрейм данных:

df <- data.frame(x = 0:4, y = 5:9)

nr <- nrow(df)
w <- 3            # window size
i <- 1:nr         # indices of the rows
iw <- embed(i,w)[, w:1]   # matrix of rolling-window indices of length w

> iw
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    2    3
[2,]    2    3    4
[3,]    3    4    5

wnum <- rep(1:nrow(iw),each=w)   # window number
inds <- i[c(t(iw))]              # the indices flattened, to use below

dfw <- sapply(df, '[', inds)
dfw <- transform(data.frame(dfw), w = wnum)

> dfw
  x y w
1 0 5 1
2 1 6 1
3 2 7 1
4 1 6 2
5 2 7 2
6 3 8 2
7 2 7 3
8 3 8 3
9 4 9 3