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Python-numpy.array形状(R,1)和(R,)之间的区别

Python-numpy.array形状(R,1)和(R,)之间的区别

考虑NumPy数组的最佳方法是它们由两部分组成,一个数据缓冲区只是一个原始元素块,另一个视图描述了如何解释数据缓冲区。

例如,如果我们创建一个由12个整数组成的数组:

>>> a = numpy.arange(12)
>>> a
array([ 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11])

然后a由一个数据缓冲区组成,排列如下:

┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│  0 │  1 │  2 │  3 │  4 │  5 │  6 │  7 │  8 │  9 │ 10 │ 11 │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

还有一个描述如何解释数据的视图:

>>> a.flags
  C_CONTIGUOUS : True
  F_CONTIGUOUS : True
  OWNDATA : True
  WRITEABLE : True
  ALIGNED : True
  UPDATEIFCOPY : False
>>> a.dtype
dtype('int64')
>>> a.itemsize
8
>>> a.strides
(8,)
>>> a.shape
(12,)

这里的形状 (12,)表示数组由一个从0到11的单个索引建立索引。从概念上讲,如果我们标记该单个索引i,则数组a如下所示:

i= 0    1    2    3    4    5    6    7    8    9   10   11
┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│  0 │  1 │  2 │  3 │  4 │  5 │  6 │  7 │  8 │  9 │ 10 │ 11 │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

如果我们调整数组的形状,则不会更改数据缓冲区。相反,它创建一个新视图,该视图描述了另一种解释数据的方式。所以之后:

>>> b = a.reshape((3, 4))

该数组b具有与相同的数据缓冲区a,但是现在它由两个索引分别从0到2和0到3进行索引。如果我们标记两个索引i和j,则数组b如下所示:

i= 0    0    0    0    1    1    1    1    2    2    2    2
j= 0    1    2    3    0    1    2    3    0    1    2    3
┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│  0 │  1 │  2 │  3 │  4 │  5 │  6 │  7 │  8 │  9 │ 10 │ 11 │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

意思就是:

>>> b[2,1]
9

你可以看到第二个索引变化很快,而第一个索引变化缓慢。如果你不希望这样做,可以指定order参数:

>>> c = a.reshape((3, 4), order='F')

这将导致数组的索引如下:

i= 0    1    2    0    1    2    0    1    2    0    1    2
j= 0    0    0    1    1    1    2    2    2    3    3    3
┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│  0 │  1 │  2 │  3 │  4 │  5 │  6 │  7 │  8 │  9 │ 10 │ 11 │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

意思就是:

>>> c[2,1]
5

现在,应该清楚一个数组具有一个或多个尺寸为1的尺寸的形状意味着什么。

>>> d = a.reshape((12, 1))

数组d由两个索引索引,第一个索引从0到11,第二个索引始终为0:

i= 0    1    2    3    4    5    6    7    8    9   10   11
j= 0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0
┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│  0 │  1 │  2 │  3 │  4 │  5 │  6 │  7 │  8 │  9 │ 10 │ 11 │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘
>>> d[10,0]
10

长度为1的尺寸是“自由的”(在某种意义上),因此没有什么可以阻止你进入城镇:

>>> e = a.reshape((1, 2, 1, 6, 1))

给出一个索引如下的数组:

i= 0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0
j= 0    0    0    0    0    0    1    1    1    1    1    1
k= 0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0
l= 0    1    2    3    4    5    0    1    2    3    4    5
m= 0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0
┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│  0 │  1 │  2 │  3 │  4 │  5 │  6 │  7 │  8 │  9 │ 10 │ 11 │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

所以:

>>> e[0,1,0,0,0]
6

有关如何实现数组的更多详细信息,请参见NumPy内部文档。

2.怎么办? 由于numpy.reshape只是创建了一个新视图,因此不必在必要时使用它。当你想以其他方式为数组建立索引时,它是正确的工具。

但是,在较长的计算中,通常可以安排首先构造具有“正确”形状的数组,从而最大程度地减少重塑和转置的次数。但是,没有看到导致需要重塑的实际环境,很难说应该改变什么。

你问题中的示例是:

numpy.dot(M[:,0], numpy.ones((1, R)))

但这是不现实的。首先,此表达式:

M[:,0].sum()

计算结果更简单。第二,第0列真的有什么特别之处吗?也许你实际需要的是:

M.sum(axis=0)
python 2022/1/1 18:23:56 有461人围观

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