python - 替换 numpy 数组中的元素避免循环

Question

我有一个相当大的 1d numpy 数组 Xold 给定值。这些值应为根据 2d numpy 数组 Y 指定的规则替换:一个例子是

Xold=np.array([0,1,2,3,4])
Y=np.array([[0,0],[1,100],[3,300],[4,400],[2,200]])

每当 Xold 中的值与 Y[:,0] 中的值相同时，Xnew 中的新值应该是 Y[:,1] 中的对应值。这是通过两个嵌套的 for 循环完成的:

Xnew=np.zeros(len(Xold))
for i in range(len(Xold)):
for j in range(len(Y)):
    if Xold[i]==Y[j,0]:
        Xnew[i]=Y[j,1]

对于给定的示例，这会产生 Xnew=[0,100,200,300,400]。但是，对于大型数据集，此过程非常慢。完成此任务的更快、更优雅的方法是什么？

Answer 1

选择最快的方法

这个问题的答案提供了一系列很好的方法来替换 numpy 数组中的元素。让我们检查一下，哪个最快。

TL;DR:Numpy 索引是赢家

 def meth1(): # suggested by @Slam
    for old, new in Y:  
        Xold[Xold == old] = new

 def meth2(): # suggested by myself, convert y_dict = dict(Y) first
     [y_dict[i] if i in y_dict.keys() else i for i in Xold]

 def meth3(): # suggested by @Eelco Hoogendoom, import numpy_index as npi first
     npi.remap(Xold, keys=Y[:, 0], values=Y[:, 1])

 def meth4(): # suggested by @Brad Solomon, import pandas as pd first 
     pd.Series(Xold).map(pd.Series(Y[:, 1], index=Y[:, 0])).values

  # suggested by @jdehesa. create Xnew = Xold.copy() and index
  # idx = np.searchsorted(Xold, Y[:, 0]) first
  def meth5():             
     Xnew[idx] = Y[:, 1]

没有那么令人惊讶的结果

 In [39]: timeit.timeit(meth1, number=1000000)                                                                      
 Out[39]: 12.08

 In [40]: timeit.timeit(meth2, number=1000000)                                                                      
 Out[40]: 2.87

 In [38]: timeit.timeit(meth3, number=1000000)                                                                      
 Out[38]: 55.39

 In [12]: timeit.timeit(meth4, number=1000000)                                                                                      
 Out[12]: 256.84

 In [50]: timeit.timeit(meth5, number=1000000)                                                                                      
 Out[50]: 1.12

因此，好的旧列表理解是第二快的，获胜的方法是 numpy 索引结合 searchsorted()。