问题:从NumPy数组中选择特定的行和列
我一直在发疯,试图找出我在这里做错了什么愚蠢的事情。
我正在使用NumPy,并且我想从中选择特定的行索引和特定的列索引。这是我的问题的要点:
import numpy as np
a = np.arange(20).reshape((5,4))
# array([[ 0, 1, 2, 3],
# [ 4, 5, 6, 7],
# [ 8, 9, 10, 11],
# [12, 13, 14, 15],
# [16, 17, 18, 19]])
# If I select certain rows, it works
print a[[0, 1, 3], :]
# array([[ 0, 1, 2, 3],
# [ 4, 5, 6, 7],
# [12, 13, 14, 15]])
# If I select certain rows and a single column, it works
print a[[0, 1, 3], 2]
# array([ 2, 6, 14])
# But if I select certain rows AND certain columns, it fails
print a[[0,1,3], [0,2]]
# Traceback (most recent call last):
# File "<stdin>", line 1, in <module>
# ValueError: shape mismatch: objects cannot be broadcast to a single shape
为什么会这样呢?我当然应该能够选择第一行,第二行和第四行以及第一列和第三列?我期望的结果是:
a[[0,1,3], [0,2]] => [[0, 2],
[4, 6],
[12, 14]]
回答 0
花式索引要求您提供每个维度的所有索引。您为第一个提供3个索引,为第二个仅提供2个索引,因此会出现错误。您想做这样的事情:
>>> a[[[0, 0], [1, 1], [3, 3]], [[0,2], [0,2], [0, 2]]]
array([[ 0, 2],
[ 4, 6],
[12, 14]])
当然写这很痛苦,所以您可以让广播帮助您:
>>> a[[[0], [1], [3]], [0, 2]]
array([[ 0, 2],
[ 4, 6],
[12, 14]])
如果您使用数组而不是列表建立索引,则此操作要简单得多:
>>> row_idx = np.array([0, 1, 3])
>>> col_idx = np.array([0, 2])
>>> a[row_idx[:, None], col_idx]
array([[ 0, 2],
[ 4, 6],
[12, 14]])
回答 1
至于全胜表明,一个简单的黑客是只选择第一行,然后选择在列说。
>>> a[[0,1,3], :] # Returns the rows you want
array([[ 0, 1, 2, 3],
[ 4, 5, 6, 7],
[12, 13, 14, 15]])
>>> a[[0,1,3], :][:, [0,2]] # Selects the columns you want as well
array([[ 0, 2],
[ 4, 6],
[12, 14]])
[编辑]内置方法: np.ix_
最近,我发现numpy为您提供了内置的一线功能,可以准确执行@Jaime的建议,而不必使用广播语法(由于缺乏可读性)。从文档:
使用ix_可以快速构建索引数组,该索引数组将对叉积进行索引。
a[np.ix_([1,3],[2,5])]
返回数组[[a[1,2] a[1,5]], [a[3,2] a[3,5]]]
。
因此,您可以这样使用它:
>>> a = np.arange(20).reshape((5,4))
>>> a[np.ix_([0,1,3], [0,2])]
array([[ 0, 2],
[ 4, 6],
[12, 14]])
而且它的工作方式是像Jaime所建议的那样照顾数组的对齐,以便正确进行广播:
>>> np.ix_([0,1,3], [0,2])
(array([[0],
[1],
[3]]), array([[0, 2]]))
而且,正如MikeC在评论中说的那样,它np.ix_
具有返回视图的优点,而我的第一个(预编辑)答案没有。这意味着您现在可以分配给索引数组:
>>> a[np.ix_([0,1,3], [0,2])] = -1
>>> a
array([[-1, 1, -1, 3],
[-1, 5, -1, 7],
[ 8, 9, 10, 11],
[-1, 13, -1, 15],
[16, 17, 18, 19]])
回答 2
使用:
>>> a[[0,1,3]][:,[0,2]]
array([[ 0, 2],
[ 4, 6],
[12, 14]])
要么:
>>> a[[0,1,3],::2]
array([[ 0, 2],
[ 4, 6],
[12, 14]])
回答 3
使用np.ix_
是最方便的方法(有人回答),但这是另一种有趣的方法:
>>> rows = [0, 1, 3]
>>> cols = [0, 2]
>>> a[rows].T[cols].T
array([[ 0, 2],
[ 4, 6],
[12, 14]])