将各种小的二维矩阵交错成一个更大的矩阵答案

【问题标题】：Interlace various small 2D matrices into a bigger one将各种小的二维矩阵交错成一个更大的矩阵
【发布时间】：2017-08-11 01:39:16
【问题描述】：

我有一些小矩阵，我想将它们交织成一个更大的矩阵。例如，假设我有 4 个 4x4 矩阵（尽管我正在寻找的解决方案也应该适用于非方形 2D 矩阵）并且我想结合它们的结果来构建一个 8x8 矩阵，如下所示：

我得到小矩阵的顺序告诉我它们的元素在更大矩阵中的位置。

我想我可以逐个值迭代并一遍又一遍地计算新索引，但我确信必须有一种更有效的方法来做到这一点。

【问题讨论】：

标签： python arrays numpy

【解决方案1】：

方法#1

为了提高性能，我建议初始化输出数组，然后用切片分配给它，就像这样 -

A = [a0,a1,a2,a3] # Input list of arrays

m,n = A[0].shape
out = np.empty((2*m,2*n),dtype=A[0].dtype)
out[::2,::2] = A[0]
out[::2,1::2] = A[1]
out[1::2,::2] = A[2]
out[1::2,1::2] = A[3]

示例运行 -

1) 输入：

In [67]: a0
Out[67]: 
array([[92, 65, 41, 14],
       [31, 95, 79, 77],
       [98, 89, 26, 68],
       [63, 91, 23, 74]])

In [68]: a1
Out[68]: 
array([[67, 13, 43, 25],
       [18, 15, 38, 34],
       [13, 59, 46, 89],
       [11, 68, 81, 11]])

In [69]: a2
Out[69]: 
array([[12, 53, 81, 91],
       [88, 83, 77, 98],
       [63, 53, 56, 76],
       [58, 64, 57, 68]])

In [70]: a3
Out[70]: 
array([[21, 82, 88, 49],
       [54, 53, 62, 80],
       [89, 96, 72, 62],
       [81, 93, 41, 84]])

2) 输出：

In [72]: out
Out[72]: 
array([[92, 67, 65, 13, 41, 43, 14, 25],
       [12, 21, 53, 82, 81, 88, 91, 49],
       [31, 18, 95, 15, 79, 38, 77, 34],
       [88, 54, 83, 53, 77, 62, 98, 80],
       [98, 13, 89, 59, 26, 46, 68, 89],
       [63, 89, 53, 96, 56, 72, 76, 62],
       [63, 11, 91, 68, 23, 81, 74, 11],
       [58, 81, 64, 93, 57, 41, 68, 84]])

方法 #2

我们也可以使用np.concatenate 将它们堆叠成一个数组，然后转置并最终整形为预期的(2*m,2*n) 形状的数组，就像这样 -

np.concatenate((A)).reshape(2,2,m,n).transpose(2,0,3,1).reshape(2*m,2*n)

【讨论】：

另外，我认为vstack/hstack/dstack 也可以做到这一点。
@Wolph 好建议！好吧，他们都使用np.concatenate。所以，从性能上看，我看不到那里的动机。
我不知道。继续:)
@Divakar 有趣！我喜欢您在第一种方法中的解决方案。但是，为什么我们需要将它们放在列表中？我们可以只使用数组本身..
@kmario23 好吧，我不知道如何输入输入。我方便的假设是使用数组列表，但本质上它应该暗示你一一建议。