将 2D 数组扩展为具有特定长度的 3D 数组答案

【问题标题】：Expand a 2D array into a 3D array with specific length将 2D 数组扩展为具有特定长度的 3D 数组
【发布时间】：2020-03-11 07:34:15
【问题描述】：

我有一个 100x100 的 numpy 数组，我想为其添加一个长度为 3 且具有 [1,0,1] 的第三维。如果可能的话，我正在尝试在没有 for 循环的情况下执行此操作。尝试了各种类似 np.newaxis 的方法，但它只扩展长度为 1 的维度，然后无法填充长度为 3 的数组。

谢谢你

【问题讨论】：

什么是 [1,0,1]？
只有 3 个数字的数组。没关系。
这很重要，因为你没有解释他们的目的。您想覆盖原始数组数据并拥有一个平面、一个平面零和另一个平面吗？或者您要添加三个更多平面？
我想再添加三架飞机。我更了解自己:)

标签： python numpy dimensions

【解决方案1】：

根据您的需要，您有几个选择：

import numpy as np
arr = np.random.random((100, 100))
some_numbers = [1, 0, 1]

# A
new_arr = np.empty(arr.shape + (3,))
new_arr[..., :] = some_numbers
# array([[[1., 0., 1.],
#         [1., 0., 1.],
#         [1., 0., 1.], 
#         ...,

# A2
new_arr = np.empty(arr.shape + (len(some_numbers) + 1,))
new_arr[..., 0] = arr[..., np.newaxis]
new_arr[..., 1:] = some_numbers
# array([[[0.2853, 1., 0., 1.],
#         [0.7324, 1., 0., 1.],
#         [0.0706, 1., 0., 1.],
#         ...,

# B
new_arr = np.empty(arr.shape + (3,))
new_arr[..., :] = arr[..., np.newaxis]

# C
new_arr = np.repeat(arr[..., np.newaxis], 3, axis=-1)
# array([[[0.2853, 0.2853, 0.2853],
#         [0.7324, 0.7324, 0.7324],
#         [0.0706, 0.0706, 0.0706],
#         ...,

在 case A 中，您将使用 [1, 0, 1] 覆盖 arr 的所有元素。
在case A2 中，将原始数组保留在new_arr[:, :, 0]，并分别用some_numbers 填充剩余的平面new_arr[:, :, 1:]。
在 case B 和 case C 中，沿着新的第三维重复 100x100 数组 3 次。

【讨论】：

谢谢，但这不是我所需要的。既不是 A 也不是 B 和 C。我不想替换所有东西。或者在 3d 中重复 2d。我希望第三个维度是其他三个数字的集合
什么数字？只有三个数字？还是 3 个不同的 (100 x 100) 数组？您能否清楚地说明您想要实现的目标，最好举个例子。
好的。很明显我不清楚。我想将二维数组扩展为 3 个平面，然后用一些数字填充每个平面。所以我认为@valdi_bo 几乎是我所需要的
好的，但我还是有点困惑。您描述的情况是不是 case A 是 [some_num1, some_num2, some_num3] 而不是 [1, 0, 1] ？
我加了case A2，这是你想要达到的效果吗？

【解决方案2】：

据我了解，您想生成一个 3-D 数组：

第一个“层”被填充，
第二个“层”用零填充，
第三“层”再次被填充，
尺寸为 100 * 100 的所有“层”。

为了可读性，我改变了你的假设：

第三“层”用2填充，
尺寸为 5 * 5 的所有“层”。

第 1 步：创建每个二维数组（目标数组中的层）：

arr1 = np.ones((5,5), dtype=np.int)
arr2 = np.zeros((5,5), dtype=np.int)
arr3 = np.full((5,5), 2)

第二步：创建目标数组：

res = np.stack((arr1, arr2, arr3), axis=2)

当你打印res.shape时，你会得到：

(5, 5, 3)

（5行5列3层）

要单独查看每个“层”，请运行 res[:, :, n] 其中 n 是 0、1 或 2。例如。对于 n == 2（最后一层）我得到了：

array([[2, 2, 2, 2, 2],
       [2, 2, 2, 2, 2],
       [2, 2, 2, 2, 2],
       [2, 2, 2, 2, 2],
       [2, 2, 2, 2, 2]])

【讨论】：