NumPy 數(shù)組切片

數(shù)組切片

python 中裁切的意思是將元素從一個(gè)給定的索引帶到另一個(gè)給定的索引。
我們像這樣傳遞切片而不是索引:[start:end]。
我們還可以定義步長,如下所示:[start:end:step]。
如果我們不傳遞 start,則將其視為 0。
如果我們不傳遞 end,則視為該維度內(nèi)數(shù)組的長度。
如果我們不傳遞 step,則視為 1。

下面來看一個(gè)具體的操作實(shí)例

>>> import numpy as np
>>> arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])
>>> print(arr[1:5]) # 裁切索引 1 到索引 5 的元素
[2 3 4 5]
>>> print(arr[4:]) # 裁切數(shù)組中索引 4 到結(jié)尾的元素
[5 6 7]
>>> print(arr[:4]) # 裁切從開頭到索引 4(不包括)的元素
[1 2 3 4]

負(fù)裁切

使用減號(hào)運(yùn)算符從末尾開始引用索引:

從末尾開始的索引 3 到末尾開始的索引 1,對(duì)數(shù)組進(jìn)行裁切:

>>> import numpy as np
>>> arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])
>>> print(arr[-3:-1])
[5 6]

STEP步長

使用 step 值確定裁切的步長

>>> import numpy as np
>>> arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])
>>> print(arr[1:5:2]) # 從索引 1 到索引 5,返回相隔的元素
[2 4]
>>> print(arr[::2])# 返回?cái)?shù)組中相隔的元素
[1 3 5 7]

裁切 2-D 數(shù)組

從第二個(gè)元素開始,對(duì)從索引 1 到索引 4(不包括)的元素進(jìn)行切片:

>>> import numpy as np
>>> arr = np.array([[1, 2, 3, 4, 5], [6, 7, 8, 9, 10]])
>>> print(arr[1, 1:4]) # 從第二個(gè)元素開始,對(duì)從索引 1 到索引 4(不包括)的元素進(jìn)行切片
[7 8 9]
>>> print(arr[0:2, 2]) # 從兩個(gè)元素中返回索引 2
[3 8]
>>> print(arr[0:2, 1:4]) # 從兩個(gè)元素裁切索引 1 到索引 4(不包括),這將返回一個(gè) 2-D 數(shù)組
[[2 3 4]
 [7 8 9]]

NumPy 比一般的 Python 序列提供更多的索引方式。除了之前看到的用整數(shù)和切片的索引外,數(shù)組可以由整數(shù)數(shù)組索引、布爾索引及花式索引。

整數(shù)數(shù)組索引

以下實(shí)例獲取數(shù)組中(0,0),(1,1)和(2,0)位置處的元素。

>>> import numpy as np
>>> x = np.array([[1, 2], [3, 4], [5, 6]]) 
>>> y = x[[0,1,2], [0,1,0]] 
>>> print (y)
[1 4 5]

以下實(shí)例獲取了 4X3 數(shù)組中的四個(gè)角的元素。 行索引是 [0,0] 和 [3,3],而列索引是 [0,2] 和 [0,2]。

>>> import numpy as np
>>> x = np.array([[ 0, 1, 2],[ 3, 4, 5],[ 6, 7, 8],[ 9, 10, 11]])
>>> print (x)
[[ 0 1 2]
 [ 3 4 5]
 [ 6 7 8]
 [ 9 10 11]]
>>> rows = np.array([[0,0],[3,3]])
>>> cols = np.array([[0,2],[0,2]])
>>> y = x[rows,cols]
>>> print (y)
[[ 0 2]
 [ 9 11]]

返回的結(jié)果是包含每個(gè)角元素的 ndarray 對(duì)象。
可以借助切片 : 或 … 與索引數(shù)組組合。如下面實(shí)例:

>>> import numpy as np
>>> a = np.array([[1,2,3], [4,5,6],[7,8,9]])
>>> b = a[1:3, 1:3]
>>> c = a[1:3,[1,2]]
>>> d = a[...,1:]
>>> print(b)
[[5 6]
 [8 9]]
>>> print(c)
[[5 6]
 [8 9]]
>>> print(d)
[[2 3]
 [5 6]
 [8 9]]

布爾索引

我們可以通過一個(gè)布爾數(shù)組來索引目標(biāo)數(shù)組。
布爾索引通過布爾運(yùn)算(如:比較運(yùn)算符)來獲取符合指定條件的元素的數(shù)組。
以下實(shí)例獲取大于 5 的元素:

>>> import numpy as np
>>> x = np.array([[ 0, 1, 2],[ 3, 4, 5],[ 6, 7, 8],[ 9, 10, 11]])
>>> print (x)
[[ 0 1 2]
 [ 3 4 5]
 [ 6 7 8]
 [ 9 10 11]]
>>> print (x[x > 5]) # 現(xiàn)在我們會(huì)打印出大于 5 的元素
[ 6 7 8 9 10 11]

以下實(shí)例使用了 ~(取補(bǔ)運(yùn)算符)來過濾 NaN。

>>> import numpy as np
>>> a = np.array([np.nan, 1,2,np.nan,3,4,5]) 
>>> print (a[~np.isnan(a)])
[ 1. 2. 3. 4. 5.]

以下實(shí)例演示如何從數(shù)組中過濾掉非復(fù)數(shù)元素。

>>> import numpy as np
>>> a = np.array([1, 2+6j, 5, 3.5+5j]) 
>>> print (a[np.iscomplex(a)])
[2.0+6.j 3.5+5.j]

花式索引

花式索引指的是利用整數(shù)數(shù)組進(jìn)行索引。
花式索引根據(jù)索引數(shù)組的值作為目標(biāo)數(shù)組的某個(gè)軸的下標(biāo)來取值。對(duì)于使用一維整型數(shù)組作為索引,如果目標(biāo)是一維數(shù)組,那么索引的結(jié)果就是對(duì)應(yīng)位置的元素;如果目標(biāo)是二維數(shù)組,那么就是對(duì)應(yīng)下標(biāo)的行。
花式索引跟切片不一樣,它總是將數(shù)據(jù)復(fù)制到新數(shù)組中。

>>> import numpy as np
>>> x=np.arange(32).reshape((8,4))
>>> print (x[[4,2,1,7]]) # 傳入順序索引數(shù)組
[[16 17 18 19]
 [ 8 9 10 11]
 [ 4 5 6 7]
 [28 29 30 31]]
>>> print (x[[-4,-2,-1,-7]]) # 傳入倒序索引數(shù)組
[[16 17 18 19]
 [24 25 26 27]
 [28 29 30 31]
 [ 4 5 6 7]]
>>> print (x[np.ix_([1,5,7,2],[0,3,1,2])]) # 傳入多個(gè)索引數(shù)組(要使用np.ix_)
[[ 4 7 5 6]
 [20 23 21 22]
 [28 31 29 30]
 [ 8 11 9 10]]
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