NumPy在陣列上的疊代


NumPy - 陣列上的疊代

NumPy 包包含一個疊代器物件numpy.nditer。 它是一個有效的多維疊代器物件,可以用於在陣列上進行疊代。 陣列的每個元素可使用 Python 的標準Iterator介面來存取。

讓我們使用arange()函式建立一個 3X4 陣列,並使用nditer對它進行疊代。

範例 1

import numpy as np
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是:'  
print a print  '\n'  
print  '修改後的陣列是:'  
for x in np.nditer(a):  
    print x,

輸出如下:

原始陣列是:
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

修改後的陣列是:
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

範例 2

疊代的順序匹配陣列的內容布局,而不考慮特定的排序。 這可以通過疊代上述陣列的轉置來看到。

import numpy as np 
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是:'  
print a 
print  '\n'  
print  '原始陣列的轉置是:' 
b = a.T 
print b 
print  '\n'  
print  '修改後的陣列是:'  
for x in np.nditer(b):  
    print x,

輸出如下:

原始陣列是:
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

原始陣列的轉置是:
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]

修改後的陣列是:
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

疊代順序

如果相同元素使用 F 風格順序儲存,則迭代器選擇以更有效的方式對陣列進行疊代。

範例 1

import numpy as np
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是:'  
print a print  '\n'  
print  '原始陣列的轉置是:' 
b = a.T 
print b 
print  '\n'  
print  '以 C 風格順序排序:' 
c = b.copy(order='C')  
print c for x in np.nditer(c):  
    print x,  
print  '\n'  
print  '以 F 風格順序排序:' 
c = b.copy(order='F')  
print c 
for x in np.nditer(c):  
    print x,

輸出如下:

原始陣列是:
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

原始陣列的轉置是:
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]

以 C 風格順序排序:
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]
0 20 40 5 25 45 10 30 50 15 35 55

以 F 風格順序排序:
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

範例 2

可以通過顯式提醒,來強制nditer物件使用某種順序:

import numpy as np 
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是:'  
print a 
print  '\n'  
print  '以 C 風格順序排序:'  
for x in np.nditer(a, order =  'C'):  
    print x,  
print  '\n'  
print  '以 F 風格順序排序:'  
for x in np.nditer(a, order =  'F'):  
    print x,

輸出如下:

原始陣列是:
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

以 C 風格順序排序:
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

以 F 風格順序排序:
0 20 40 5 25 45 10 30 50 15 35 55

修改陣列的值

nditer物件有另一個可選引數op_flags。 其預設值為唯讀,但可以設定為讀寫或只寫模式。 這將允許使用此迭代器修改陣列元素。

範例

import numpy as np
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是:'  
print a 
print  '\n'  
for x in np.nditer(a, op_flags=['readwrite']): 
    x[...]=2*x 
print  '修改後的陣列是:'  
print a

輸出如下:

原始陣列是:
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

修改後的陣列是:
[[ 0 10 20 30]
 [ 40 50 60 70]
 [ 80 90 100 110]]

外部迴圈

nditer類的構造器擁有flags引數,它可以接受下列值:

序號 引數及描述
1. c_index 可以跟蹤 C 順序的索引
2. f_index 可以跟蹤 Fortran 順序的索引
3. multi-index 每次疊代可以跟蹤一種索引型別
4. external_loop 給出的值是具有多個值的一維陣列,而不是零維陣列

範例

在下面的範例中,迭代器遍歷對應於每列的一維陣列。

import numpy as np 
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是:'  
print a 
print  '\n'  
print  '修改後的陣列是:'  
for x in np.nditer(a, flags =  ['external_loop'], order =  'F'):  
    print x,

輸出如下:

原始陣列是:
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

修改後的陣列是:
[ 0 20 40] [ 5 25 45] [10 30 50] [15 35 55]

廣播疊代

如果兩個陣列是可廣播的nditer組合物件能夠同時疊代它們。 假設陣列a具有維度 3X4,並且存在維度為 1X4 的另一個陣列b,則使用以下型別的疊代器(陣列b被廣播到a的大小)。

範例

import numpy as np 
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '第一個陣列:'  
print a 
print  '\n'  
print  '第二個陣列:' 
b = np.array([1,  2,  3,  4], dtype =  int)  
print b 
print  '\n'  
print  '修改後的陣列是:'  
for x,y in np.nditer([a,b]):  
    print  "%d:%d"  %  (x,y),

輸出如下:

第一個陣列:
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

第二個陣列:
[1 2 3 4]

修改後的陣列是:
0:1 5:2 10:3 15:4 20:1 25:2 30:3 35:4 40:1 45:2 50:3 55:4