数组中元素之间的相对差异答案

【问题标题】：Relative difference between elements in an array数组中元素之间的相对差异
【发布时间】：2019-12-05 14:48:54
【问题描述】：

我需要一个 (n, 3) 数组的第一列中的每个元素的 x2 - x1 n 次差异，以便产生一个 (n, n) 数组。意思是，我需要：

[0,0] - [0,0], [1,0] - [0,0], [2,0] - [0,0],...[n,0] - [0,0]
[0,0] - [1,0], [1,0] - [1,0], [2,0] - [1,0],...[n,0] - [0,0]
                             :
[0,0] - [n,0], [1,0] - [n,0], [2,0] - [n,0],...[n,0] - [n,0]

我已经尝试过numpy.diff(a[:,0])，尽管这只会产生直接相邻元素之间的差异，即[1,0] - [0,0], [2,0] - [1,0],...[n,0] - [n-1,0]。

【问题讨论】：

我不太明白这个问题。所以你需要所有列的差异
我需要第一个元素和所有其他元素之间的差异，第二个元素和所有其他元素之间的差异，第三个元素和所有其他元素之间的差异等等。例如数组[[5 2 4] [3 9 8] [8 3 7]] 我需要5 - 5、3 - 5、8 - 5 和5 - 3、3 - 3、8 - 3 和5 - 8、3 - 8、8 - 8。提供一个新的 (3, 3) 数组 [[0 -2 3] [2 0 5] [-3 -5 0]] 我希望这是有道理的

标签： python numpy

【解决方案1】：

绝对不要为此类问题使用三个嵌套的 for 循环。

说实话，我不太了解你的最终目标，但是 IIUC，你可以使用广播

(a - a[:, None])[..., 0]

产生

array([[ 0, -2,  3],
       [ 2,  0,  5],
       [-3, -5,  0]])

如果您想对第二列执行相同的操作，只需使用[..., 1] 等即可。

如果您真的只需要在第一列中进行此操作（而不是在其他列中），那么计算所有内容然后提取第一个结果可能会过大。您可以先切片，然后使用广播进行减法

f = a[:, 0]
f - f[:, None]

【讨论】：

【解决方案2】：

所以，问题的表述有点令人困惑，如果在原始问题的 cmets 中有示例以及更数学的表述，那就太好了。

您可能可以使用numpy 来实现，但它看起来非常具体，以至于我坚持只使用lists。以下是使用评论示例的方法：

import numpy as np

ex = [
    [5, 2, 4], 
    [3, 9, 8], 
    [8, 3, 7]
]

ex_as_np_array = np.array(ex)
rows, cols = ex_as_np_array.shape[0], ex_as_np_array.shape[1]

# Forcing in order to only get the results for the first column
# Otherwise the result is going to be (9, 3) or (nrows*ncols, nrows).
cols = 1

result = []
for row in range(0, rows):
    for col in range(0, cols):

        row_result = []
        for i in range(0, rows):

            operation = ex[i][col] - ex[row][col]
            row_result.append(operation)

        result.append(row_result)    

result_as_np_array = np.array(result)

这给出了：

Result:
[[ 0 -2  3]
 [ 2  0  5]
 [-3 -5  0]]

Shape:
(3, 3)

【讨论】：