使用向量作为索引对 numpy 矩阵进行切片答案

【问题标题】：Slice numpy matrix using vectors as indices使用向量作为索引对 numpy 矩阵进行切片
【发布时间】：2013-03-18 04:09:26
【问题描述】：

假设我们有一个大小为 639 x 668 的矩阵 s，这个矩阵完全由 -1 的值组成。我们想要访问和替换 28X28 的一部分（例如，左上角），在该特定子矩阵周围留下 -1 的边框。对于该任务，我们初始化了以下向量 p（在 MATLAB 中），然后访问该部分：

>> s = -ones(639, 668);
>> p = 2:29;
>> section = s(p, p); %Size 28X28
>> size(section)

   ans =

   28    28

现在我们想在 Numpy/Python 中重写该代码，假设切片是等价的：

>>> import numpy as np
>>> s = -np.ones((639, 668))
>>> p = np.arange(1, 29)
>>> section = s[p, p]
>>> section.shape
(1, 28)

在这种情况下，无法使用相同的向量访问相同的部分（请注意，numpy 中的索引基于 0）。 ¿ 可以使用与 MATLAB 中类似的过程访问 numpy 中的该部分吗？

提前致谢。

【问题讨论】：

标签： python matlab vector matrix numpy

【解决方案1】：

您想使用slice notation，如a[1:29,1:29]，而不是列表。

如果需要，您可以使用p = slice(1,29) 创建一个slice 对象以获得更多的matlab 行为。

In [9]: a = -np.ones((10,10))

In [10]: a
Out[10]: 
array([[-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.]])

In [11]: a[1:4,1:4] = 9

In [12]: a
Out[12]: 
array([[-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1.,  9.,  9.,  9., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1.,  9.,  9.,  9., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1.,  9.,  9.,  9., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1., -1.]])


In [13]: p = slice(1,4)

In [14]: a[p,p]
Out[14]: 
array([[ 9.,  9.,  9.],
       [ 9.,  9.,  9.],
       [ 9.,  9.,  9.]])

【讨论】：

【解决方案2】：

你可以用 slice 对象做你想做的事：

>>> p = slice(1, 29)
>>> section = s[p, p]
>>> section.shape
(28L, 28L)

通过广播索引数组，您可以获得类似但不同的结果：

>>> p = np.arange(1, 19)
>>> section_bis = s[p[:, None], p]
>>> section_bis.shape
(28L, 28L)

问题是您现在拥有的是一个副本，而不是原始数组的视图，因为您使用了花哨的索引：

>>> section_bis[:] = 0
>>> s
array([[-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.],
       ..., 
       [-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.]])

但是：

>>> section[:] = 0
>>>
array([[-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.],
       [-1.,  0.,  0., ..., -1., -1., -1.],
       [-1.,  0.,  0., ..., -1., -1., -1.],
       ..., 
       [-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.],
       [-1., -1., -1., ..., -1., -1., -1.]])

【讨论】：