In R, what is the most efficient way to column-wise bind (‘cbind()’) a numeric matrix with a large filebacked big.matrix?

In order to analyze genome-wide association data with a particular modeling tool, I need a design matrix X that has columns for both the non-genomic factors for which I want to adjust and the genomic features. To create such a matrix, I need a function that acts like cbind() — in particular, I need to column-wise combine the in-memory matrix A of non-genomic predictors with the filebacked matrix B of genomic predictors. Note that B will have type = 'raw' (coming from an upstream function in the script), as all values in B are 0, 1, or 2. I need something like C <- cbind(A, B), where C is a filebacked matrix with type = 'double'.

Here is the draft of my function:

#' a cbind() function for high-dim data
#'
#' @param A in-memory data (a numeric matrix)
#' @param B file-backed data (a filebacked.big.matrix with type = 'raw')
#' @param C file-backed placeholder for combined data (a filebacked.big.matrix with type = 'double')
#' @param quiet Logical
#'
#' @return C, filled in with all column values of A and B combined
big_cbind <- function(A, B, C, quiet){
  
  if (!quiet) {
    pb <- txtProgressBar(min = 0, max = ncol(A) + ncol(B), style = 3)
  }
  # cat("fill in first few columns of C with An")
  # fill in first few columns of C with A
  for (j in 1:ncol(A)) {
    C[, j] <- A[, j, drop=TRUE]
    if (!quiet) {
    }
  }

  # cat("fill in the rest of the columns of C with B")
  # fill in the rest of the columns of C with B
  for (j in 1:ncol(B)) {
    C[, j + ncol(A)] <- as.numeric(B[, j, drop=TRUE])
    
    if (!quiet) setTxtProgressBar(pb, j)
    
  }
  
  if (!quiet) {
    close(pb)
  }
  
  return(C)
}

The example below shows that the function above is both (1) slow and (2) taking up memory in the R session. Problem (1) is a challenge I anticipated; problem (2) is counterintuitive to me. At what point in the example below is data from a filebacked object getting read into or stored in memory?

library(bigstatsr)
library(bigmemory)

# n = number of observations
n <- 2000
# p = number of features (e.g., # of SNPs) 
# Note: this is unrealistically small 'p' for GWAS - I have about 500,000 SNPs in 
#   my real data
p <- 50000

# matrix of non-genetic predictors (e.g., age, sex, ...)
A <- matrix(rnorm(n*2), n, 2)

# matrix of genotype data from PLINK files 
fake_bin_data <- sample(0:2, size = n*p, replace = TRUE, prob = c(0.5, 0.3, 0.2))
B <- matrix(fake_bin_data, n, p) |> bigstatsr::as_FBM(type = 'raw') 
B <- B$bm() # need this to be a big.matrix for my current implementation 


C <- bigstatsr::FBM(nrow = nrow(B), 
         ncol = ncol(A) + ncol(B),
         type = 'double')
C <- C$bm()

Look at memory at this point:

sort(sapply(ls(), function(x){object.size(get(x))}))

Now observe how much time/memory big_cbind() is using:

system.time(
  C <- big_cbind(A, B, C, quiet = FALSE)
)

C[1:20,1:10] # desired outcome: design matrix representing all predictors

# see how much memory is used now
sort(sapply(ls(), function(x){object.size(get(x))}))

Moreover, my RStudio environment says that current memory usage is over 1.5 GB. As I scale up to GWAS-sized data, this becomes a real issue. Any ideas on what is going on in my function that make the memory usage increase? Or suggestions on how I could make this more efficient?

New contributor

Tabitha Peter is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

1

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật