如何在不使用循环的情况下用它的列/行索引替换 (0,1) numpy 数组的非零元素？答案

【问题标题】：How to replace non-zero elements of a (0,1) numpy array by it's column/ row indices without using a loop?如何在不使用循环的情况下用它的列/行索引替换 (0,1) numpy 数组的非零元素？
【发布时间】：2021-03-22 14:10:11
【问题描述】：

我有一个 0 和 1 的 numpy 数组。

def random_array(p):
    return np.random.choice(2, 6, p=[p, 1-p])
my_matrix = np.array([random_array(j) for j in np.random.uniform(0.3, 1.0, 4)])

我可以得到所有零零元素的索引为np.nonzero(my_matrix)。请您帮我将所有这些索引分配给它所在的列号（即使列索引也可以，我们从 0 而不是 1 开始）。例如，

array([[0, 2, 0, 4, 5, 6],
       [0, 0, 0, 4, 5, 0],
       [1, 2, 0, 4, 0, 0],
       [0, 2, 3, 4, 5, 6]])

在这里，所有的 1 都被替换为列号。因此，这是一个所有非零元素都是 1 的矩阵。如果你能找到 column 的索引，那么它也将是 fibulas，因为我可以通过添加 1 得到相同的结果。

注意：我不希望为此任务使用任何循环。

【问题讨论】：

标签： python arrays numpy matrix

【解决方案1】：

如果我理解得很好，您想用它们的列索引（从 1 而不是 0 开始）替换所有非零元素，对吗？然后你可以这样做：

idx = np.nonzero(my_matrix)
my_matrix[idx[0], idx[1]] = idx[1]+1

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以将您的数组与另一个包含相应行/列索引的相同大小的数组相乘：

## Dummy data
#  Array size
s = (6,4)
#  Axis along which we need to calculate the index:
a = 0
#  Random binary array
x = np.random.rand(*s).round()

#  Get the index along one axis using broadcasting (starting with 1)
x = x*(np.expand_dims(range(s[a]),len(s)-a-1)+1)

【讨论】：

【解决方案3】：

In [169]: def random_array(p):
     ...:     return np.random.choice(2, 6, p=[p, 1-p])
     ...: my_matrix = np.array([random_array(j) for j in np.random.uniform(0.3, 1.0, 4)])
In [170]: my_matrix
Out[170]: 
array([[0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 0, 1, 1, 0, 1],
       [1, 1, 0, 0, 1, 0]])

只需乘以范围索引。通过广播 (6,) arange 对列很好：

In [171]: np.arange(1,7)*my_matrix
Out[171]: 
array([[0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 2, 3, 0, 0, 0],
       [0, 0, 3, 4, 0, 6],
       [1, 2, 0, 0, 5, 0]])

对于行

In [172]: np.arange(1,5)[:,None]*my_matrix
Out[172]: 
array([[0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 2, 2, 0, 0, 0],
       [0, 0, 3, 3, 0, 3],
       [4, 4, 0, 0, 4, 0]])

【讨论】：