python - 在 Python Numpy 中从两个数组创建指标矩阵

Question

给定两个向量，我想创建一个指标矩阵。例如，给定 a=np.array([5,5,3,4,4,4]) 和 b=np.array([5,4,3]) ，结果应该是

   5 4 3

5  1 0 0
5  1 0 0
3  0 0 1
4  0 1 0
4  0 1 0
4  0 1 0

实现此目标的最简单方法是什么？

Answer 1

使用 NumPy broadcasting -

(a[:,None]==b).astype(int)

sample 运行-

In [104]: a
Out[104]: array([5, 5, 3, 4, 4, 4])

In [105]: b
Out[105]: array([5, 4, 3])

In [106]: (a[:,None]==b).astype(int)
Out[106]: 
array([[1, 0, 0],
       [1, 0, 0],
       [0, 0, 1],
       [0, 1, 0],
       [0, 1, 0],
       [0, 1, 0]])

如果最简单，你的意思是紧凑，这里有一个修改过的类型转换 -

In [107]: (a[:,None]==b)*1
Out[107]: 
array([[1, 0, 0],
       [1, 0, 0],
       [0, 0, 1],
       [0, 1, 0],
       [0, 1, 0],
       [0, 1, 0]])

解释: None 是 numpy.newaxis 的别名，用于添加新轴(length=1 的轴)。因此，在这种情况下，使用 a[:,None] 我们得到 a 的 2D 版本。有多种其他方法可以得到此 2D 版本，a.reshape(-1,1) 就是其中之一。这允许在与 1D b 进行比较时进行广播，从而产生一个二维匹配数组，一个 bool 数组。最后一步是转换为 int 数组。

逐步运行-

In [141]: a
Out[141]: array([5, 5, 3, 4, 4, 4])

In [142]: b
Out[142]: array([5, 4, 3])

In [143]: a[:,None]
Out[143]: 
array([[5],
       [5],
       [3],
       [4],
       [4],
       [4]])

In [144]: a[:,None] == b
Out[144]: 
array([[ True, False, False],
       [ True, False, False],
       [False, False,  True],
       [False,  True, False],
       [False,  True, False],
       [False,  True, False]], dtype=bool)

In [145]: (a[:,None] == b).astype(int)
Out[145]: 
array([[1, 0, 0],
       [1, 0, 0],
       [0, 0, 1],
       [0, 1, 0],
       [0, 1, 0],
       [0, 1, 0]])