Python将数组拆分为相交的子数组答案

【问题标题】：Python split array into intersecting subarraysPython将数组拆分为相交的子数组
【发布时间】：2020-09-01 12:48:16
【问题描述】：

我想将一个数组拆分为等长的相交子数组（前一个数组的最后一个元素与下一个数组的第一个元素重合，并且具有周期性边界条件）。

例如

myarray = np.arange(18)

输出：

splitarray = [[0,1,2,3,4],[4,5,6,7,8],[8,9,10,11,12],[12,13,14,15,16],[16,17,0,1,2]]

（最后一个子数组的最后3个元素对应初始数组的前3个元素！）

在 Python 中实现这一点最有效的方法是什么？

【问题讨论】：

标签： python arrays numpy

【解决方案1】：

ski.util.view_as_windows 的纯 numpy 等效项是 np.lib.stride_tricks.as_strided：

arr = np.arange(18)
w = 5

if arr.size == 1:
    h = 1
    x = 4
else:
    h = np.ceil((arr.size - 1) / (w - 1)).astype(int)
    x = (1 - arr.size) % (w - 1)

view = np.lib.stride_tricks.as_strided(np.r_[arr, arr[:x]], shape=(h, w), strides=((w - 1) * arr.strides[0], arr.strides[0]))

结果是：

>>> view
array([[ 0,  1,  2,  3,  4],
       [ 4,  5,  6,  7,  8],
       [ 8,  9, 10, 11, 12],
       [12, 13, 14, 15, 16],
       [16, 17,  0,  1,  2]])

重叠的元素实际上是指同一个内存，所以使用这个视图要非常小心。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以使用 skimage 的 view_as_windows 获取输入数组的重叠视图，并为最后一个窗口相应地连接第一个 w-1 项：

from skimage.util import view_as_windows

def view_strided_with_roll(a, w):
    a = np.r_[a, a[:w-1]]
    return view_as_windows(a, window_shape=w, step=w-1)

myarray = np.arange(18) 
view_strided_with_roll(myarray, 5)
array([[ 0,  1,  2,  3,  4],
       [ 4,  5,  6,  7,  8],
       [ 8,  9, 10, 11, 12],
       [12, 13, 14, 15, 16],
       [16, 17,  0,  1,  2]])

【讨论】：

如果你只想使用numpy：np.array([np.roll(myarray, len(myarray) - i)[:5] for i in range(0,len(myarray),4)])
虽然没有矢量化，但对于较大的数组不会很好地扩展@MBeale
@MBeale。我已经发布了正确的 numpy 解决方案