请澄清以下Python NumPy数组初始化和拼接示例

Question

我正在使用 Python 2.6 版并且正在学习 NumPy 1.3 版。

我在下面尝试了几个 NumPy 数组初始化和列拼接示例，并在最后添加了一些内联问题作为 cmets 和结果列表。希望有人可以向我解释行为差异背后的原因。很多相互关联的问题和一个相当长的帖子，但每个例子都很小，随意回答一个或几个。

import numpy as np

print "Initializing a number of numpy arrays:\n"

a) 从元组列表初始化

a = np.zeros((3,),dtype=('i4,i4,a1'))
a[:] = [(1, 2, 'A'), (3, 4, 'B'),(5, 6, 'A')]
print "a: "
print a         # print => [(1, 2, 'A') (3, 4, 'B') (5, 6, 'A')]
print repr(a)   # print => array([(1, 2, 'A'), (3, 4, 'B'), (5, 6, 'A')],
                #     dtype=[('f0', '<i4'), ('f1', '<i4'), ('f2', '|S1')]
print '\n'

b) 一个普通的元组列表

b = [];
b[:] = [(1, 2, 'A'), (3, 4, 'B'),(5, 6, 'A')]
print "b: "
print b         # print => [(1, 2, 'A'), (3, 4, 'B'), (5, 6, 'A')
print '\n'

问题 1：a) 看起来像打印的元组列表，除了没有 元组之间的逗号。如果我用 repr(a) 打印它，它甚至有 逗号。即便如此，它不应再被视为与 b) 相同， 对吗？

c) 失败：尝试将 np.zeroes 返回的数组初始化为列表列表

问题 2：以下是否因为 dtype 与 我传入的列表？

c = np.zeros((3,),dtype=('i4,i4,a1'))
#c[:] = [[1, 2, 'A'], [3, 4, 'B'],[5, 6, 'A']]
# TypeError: expected a readable buffer object
print '\n'

d) 失败：与 c) 相同，但尝试将 dtype 设置为列表

问题 3：以下是否失败，因为我不允许指定作为列表的 dtype？

#d = np.zeros((3,),dtype=['i4,i4,a1'])
# TypeError: data type not understood
#d[:] = [[1, 2, 'A'], [3, 4, 'B'],[5, 6, 'A']]
print '\n'

e) 尝试使用列表列表中的 np.array 初始化数组

问题 4：为什么 e) 下面的 list 也可以工作，但 d) 会失败？

e = np.array( [[1, 2, 'A'], [3, 4, 'B'],[5, 6, 'A']] )
print "e: "
print e     # print =>  [['1' '2' 'A']
            #   ['3' '4' 'B']
            #   ['5' '6' 'A']]
print '\n'

f) 尝试使用元组列表中的 np.array 初始化数组

问题 5：与 e) 相同的示例，但这次使用 他从 f) 打印出来的元组列表与 e) 相同，所以 用元组列表和列表列表初始化确实是 那么相同呢？

f = np.array( [(1, 2, 'A'), (3, 4, 'B'),(5, 6, 'A')] )
print "f: "
print f     # print =>  [['1' '2' 'A']
            #   ['3' '4' 'B']
            #   ['5' '6' 'A']]
print '\n'

g) 尝试使用来自 CSV 文件的 np.array 初始化数组

问题 6：与 e 和 f 的示例相同，但这次是初始化 从文件中引用打印输出的细微差别。那里 # 这样生成的数组应该没有区别 e) 和 f) 对吗？

from StringIO import StringIO
data = StringIO( """
1, 2, A
3, 4, B
5, 6, A
""".strip())
g = np.genfromtxt(data, dtype=object, delimiter=',')
print "g: "
print g     # print =>  [[1 2 A]
            #   [3 4 B]
            #   [5 6 A]]
print '\n'

h) 按列拼接 NumPy 数组

#print "a: "
#print a[:,2]   # IndexError: invalid index
print "a: "
print a['f2']   # This is ok though

# Splicing a normal list of tuples if not expected to work
#print "b: "
#print b[:,2]   # IndexError: invalid index

问题 7 为什么在下面拼接 e 可以工作，但在上面拼接失败，并出现相同语法的索引错误？

print "e: "
print e[:,2]    # print => ['A' 'B' 'A']

print "f: "
print f[:,2]    # print => ['A' 'B' 'A']

print "g: "
print g[:,2]    # print => [A B A]

发现 1： 使用 nd.array 初始化 numpy.ndarray 与元组列表、列表列表或 CSV 文件相同。这可能与我查看的其他答案相反，即 np.array 需要一个元组列表，堆栈溢出问题 Define dtypes in NumPy using a list?。

发现 2： 使用 np.zeroes 初始化 numpy.ndarray，我无法从列表的列表中初始化 ndarray。

发现3：对于列拼接，使用nd.array初始化numpy.ndarray，我可以做一个列拼接（也就是e[:,2]，但是拼接的语法，使用np.zeroes初始化方法不同a['f2']。不能拼接正常的元组列表。

Answer 1

问题 1

a) 看起来像来自 print 的元组列表，除了元组之间没有逗号。如果我用 repr(a) 打印它，它甚至还有逗号。即便如此，它不应再被认为与 b) 一样正确吗？

当然。 a 和 b 有不同的类型：type(a) 是 numpy.ndarray，type(b) 是 list

问题 2

以下是否因为 dtype 与我传入的列表不匹配而失败？

不 - 问题在于您尝试使用列表列表填充它，而不是像使用 a 那样使用元组列表。见here。我不完全确定这种行为的深层原因是什么，但我怀疑它与元组是不可变对象有关，而列表（和数组）是可变的。

问题 3

下面的失败是因为我不允许指定一个列表的 dtype 吗？

是的，此外，您也无法使用列表列表填写d（请参阅上一个答案）。

问题 4

为什么 e) 下面的列表也可以工作，但 d) 会失败？

查看e 的dtype - 它是|S1，即数组中的每个元素都是长度为1 的字符串。如果您没有为数组构造函数指定dtype，则类型将被确定为保存序列中所有对象所需的最小类型。在这种情况下，由于你给它一个包含一些字符串的序列，它会将整数向上转换为字符串。

问题 5

和e)的例子一样，但是这次用f)打印出来的元组列表初始化和e)是一样的，那么用元组列表和列表初始化真的是一样的吗？

同样，由于您没有给构造函数一个dtype，所以所有内容都会向上转换为|S1。

问题 6

与 e 和 f 的示例相同，但这次从文件中初始化 打印输出的引用略有不同。 # 这样生成的数组和e)、f)应该没有区别吧？

不，现在您告诉构造函数使用dtype=object 创建一个数组，而e 和f 将拥有dtype=|S1。

问题 7

为什么在下面拼接 e 可以工作，但在上面使用相同语法的 Index 错误会失败？

查看a.shape - 你会看到它是(3,)，即a 是一个长度为 3 的一维向量。虽然它确实有可以索引的字段，但它没有第二维索引到。相比之下，e.shape 是(3,3)，所以可以按列索引。