python - numpy中列表滑动的矢量化实现

Question

从给定的 numpy 数组 [1,2,3,4] 和窗口 wz=2(每个元素之前的两个元素和每个元素之后的两个元素)我必须得到对 (中央 el，来自窗口的 el)。具有不存在元素的对可以被跳过或替换为零。所以在这个例子中我必须得到这个:

[[1., 0.]
 [2., 1.]
 [3., 2.]
 [4., 3.]
 [1., 2.]
 [2., 3.]
 [3., 4.]
 [4., 0.]
 [1., 0.]
 [2., 0.]
 [3., 1.]
 [4., 2.]
 [1., 3.]
 [2., 4.]
 [3., 0.]
 [4., 0.]]

我的实现效率极低，看起来像:

x = np.array([1,2,3,4])
l = x.shape[0]
for i in range(1, m):
    init = np.empty((x.shape[0]*2,2))
    init[:,0] = np.append(x, x)
    init[:l,1] = np.pad(x, (i,0), mode='constant')[:l]
    init[-l:,1] = np.pad(x, (0,i), mode='constant')[-l:]
    corpus.extend(init)

有人可以提供更有效的解决方案吗？在我实现的另一个简单测试数据和变体上，我得到了:

285 µs ± 19.3 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)
379 µs ± 7.68 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)

Answer 1

这是一个 Numpythonic 方法:

In [23]: a = np.array([1,2,3,4])
In [24]: arr = np.hstack((a-1, a+1, a - 2, a+ 2))
In [25]: mask = ~np.in1d(arr, a)
In [26]: arr[mask] = 0
In [27]: np.column_stack((np.tile(a, 4), arr))
Out[27]: 
array([ [1, 0],
        [2, 1],
        [3, 2],
        [4, 3],
        [1, 2],
        [2, 3],
        [3, 4],
        [4, 0],
        [1, 0],
        [2, 0],
        [3, 1],
        [4, 2],
        [1, 3],
        [2, 4],
        [3, 0],
        [4, 0]])