R 如何为基矩阵 S3 子类编写 `%*%` 方法

%*%运算符是内部通用的，这意味着调度是用C代码进行的.当前(即，在R 4.2.3中)，对应的C函数do_matprod(定义here)包含该判断:

if (PRIMVAL(op) == 0 && /* %*% is primitive, the others are .Internal() */
   (IS_S4_OBJECT(x) || IS_S4_OBJECT(y))
   && R_has_methods(op)) {
    SEXP s, value;
    /* Remove argument names to ensure positional matching */
    for(s = args; s != R_NilValue; s = CDR(s)) SET_TAG(s, R_NilValue);
    value = R_possible_dispatch(call, op, args, rho, FALSE);
    if (value) return value;
}

如果x和y都不是S4对象，如您的示例所示，则do_matprod继续将它们作为传统矩阵处理，not查看任一参数的class属性.你所指的第help("%*%")节:

该运算符是S4通用的，但不是S3通用的.需要为名为x和y的两个参数的函数编写S4方法.

试图表达这一点，但不是特别清楚.(毕竟，您did定义了S4方法.)

这里有两个主要问题:

• setOldClass允许您在签名中使用S3类定义S4方法，但在内部泛型函数仅在其中一个参数是S4对象时查找S4方法(为了速度).

• %*%不是S3泛型，所以即使您注册了像%*%.zzz这样的S3方法，它也不会被调度.

话虽如此，R-core已经promise 让%*%运营商S3成为通用in the near future.如果发生这种情况，则%*%的行为将类似于+和Ops组的其他内部通用成员，因为S3方法%*%.zzz将在适当的地方被调度.但是，当两个参数都不是S4对象时，S4方法仍然不会被调度.

可以说，当您try 定义永远不会被调度的S4方法时，应该更改setMethod以发出警告或错误的信号，就像您在示例中所做的那样.

附录

列举泛型函数的类型和它们分派的方法类型可能会有所帮助，从而将注意力限制在S3和S4上.我们将使用此脚本为我们的测试定义对象，每个对象都应该在一个新的R进程中运行:

## objects.R
w <- structure(0, class = "a")
x <- structure(0, class = "b")

setOldClass("c")
y <- structure(0, class = "c")

setClass("d", contains = "numeric")
z <- new("d", 0)

Non-internally S3 generic functions

这些方法通过UseMethod为S3类和S4类分派S3方法.当没有找到任何方法时，它们分派默认方法*.default或(如果没有找到)抛出错误.他们从不发送S4方法.

source("objects.R")

h <- .__h__. <- function(x) UseMethod("h")
.S3method("h", "default", function(x) "default")

.S3method("h", "a", function(x) "a3")
setMethod("h", "c", function(x) "c4")
setMethod("h", "d", function(x) "d4")

h <- .__h__. # needed to undo side effect of 'setMethod'
h
## function(x) UseMethod("h")

h(w)
## [1] "a3"
h(x)
## [1] "default"
h(y)
## [1] "default"
h(z)
## [1] "default"

Non-internally S4 generic functions

这些方法通过standardGeneric为S3类(正式定义为setOldClass)和S4类分派S4方法.当没有找到方法时，它们分派默认方法*@default.如果默认方法是S3泛型，则再次进行分派，这一次分派给任何可用的S3方法.然而，通常默认方法只是调用stop来发出错误信号.

source("objects.R")

h <- function(x) UseMethod("h")
.S3method("h", "default", function(x) "default")

.S3method("h", "c", function(x) "c3")
setMethod("h", "d", function(x) "d4")

h
## standardGeneric for "h" defined from package ".GlobalEnv"
## 
## function (x) 
## standardGeneric("h")
## <environment: 0x1044650b0>
## Methods may be defined for arguments: x
## Use  showMethods(h)  for currently available ones.

h@default
## Method Definition (Class "derivedDefaultMethod"):
## 
## function (x) 
## UseMethod("h")
## 
## Signatures:
##         x    
## target  "ANY"
## defined "ANY"

h(w)
## [1] "default"
h(x)
## [1] "default"
h(y)
## [1] "c3"
h(z)
## [1] "d4"

Internally generic functions

这些都在base中定义为原始函数.您可以参考帮助页面或源代码来确定它们是仅S3通用、仅S4通用，还是同时是S3和S4通用.在第三种情况下，只有在没有找到合适的S4方法的情况下才会进行S3分派.而且，正如我已经解释过的，只有当签名中的一个参数是S4对象时，才会发生S4分派.

让我们以+和%*%为例.两者都是S4通用的，但只有+是S3通用的.

source("objects.R")

.S3method("+", "default", function(e1, e2) "default")

.S3method("+", "a", function(e1, e2) "a3")
.S3method("+", "b", function(e1, e2) "b3")
.S3method("+", "c", function(e1, e2) "c3")
.S3method("+", "d", function(e1, e2) "d3")

setMethod("+", c("c", "c"), function(e1, e2) "c4")
setMethod("+", c("d", "d"), function(e1, e2) "d4")

w + w
## [1] "a3"
x + x
## [1] "b3"
y + y
## [1] "c3"
z + z
## [1] "d4"

在这里，S3方法被调度.前三个结果是通过S3调度获得的.最终结果通过S4调度获得.

source("objects.R")

.S3method("%*%", "default", function(x, y) "default")

.S3method("%*%", "a", function(x, y) "a3")
.S3method("%*%", "b", function(x, y) "b3")
.S3method("%*%", "c", function(x, y) "c3")
.S3method("%*%", "d", function(x, y) "d3")

setMethod("%*%", c("c", "c"), function(x, y) "c4")
setMethod("%*%", c("d", "d"), function(x, y) "d4")

w %*% w
##      [,1]
## [1,]    0
x %*% x
##      [,1]
## [1,]    0
y %*% y
##      [,1]
## [1,]    0
z %*% z
## [1] "d4"

在这里，S3方法是not个分派的.前三个结果是通过内部定义的默认方法获得的.最终结果通过S4调度获得.