python - 如何在 2D numpy 数组中找到非零元素的最长连续出现

Question

我在每个角度为 ±90° 或 0° 的二维网格上模拟蛋白质折叠，并且遇到以下问题:

我有一个 n×n numpy 数组，其中填充了零，但某些地方的值是从 1 到 n 的任何整数。每个整数只出现一次。整数 k 始终是 k-1 和 k + 1 的最近邻居，端点除外。该数组作为一个对象保存在我为进行能量计算和折叠蛋白质而创建的网格类中。示例数组，n=5:

>>> from Grid import Grid
>>> a = Grid(5)
>>> a.show()
[[0 0 0 0 0]
 [0 0 0 0 0]
 [1 2 3 4 5]
 [0 0 0 0 0]
 [0 0 0 0 0]]

我的目标是找到最长的连续非零元素行，没有任何弯曲。在上面的例子中，结果应该是 5。

目前我的想法是这样的:

def getDiameter(self):
    indexes = np.zeros((self.n, 2))
    for i in range(1, self.n + 1):
        indexes[i - 1] = np.argwhere(self.array == i)[0]

    for i in range(self.n):
         j = 1
        currentDiameter = 1
            while indexes[0][i] == indexes[0][i + j] and i + j <= self.n:
                currentDiameter += 1
                j += 1

        while indexes[i][0] == indexes[i + j][0] and i + j <= self.n:
            currentDiameter += 1
            j += 1

        if currentDiameter > diameter:
            diameter = currentDiameter

     return diameter

这有两个问题:(1) 它不起作用，(2) 如果我让它工作，它的效率会非常低。我想知道是否有人有更好的方法来做到这一点。如果有任何不清楚的地方，请告诉我。

编辑:不那么简单的例子

[[ 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0]
[ 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0]
[ 0  0  0  0  0  0 10  0  0  0]
[ 0  0  0  0  0  0  9  0  0  0]
[ 0  0  0  0  0  0  8  0  0  0]
[ 0  0  0  4  5  6  7  0  0  0]
[ 0  0  0  3  0  0  0  0  0  0]
[ 0  0  0  2  1  0  0  0  0  0]
[ 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0]
[ 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0]] 

这里的正确答案是 4(最长的列和最长的行都有四个非零元素)。

Answer 1

我从你的问题中了解到，你需要找到 numpy 数组中连续元素最长出现的长度(逐行)。

所以对于下面这个，输出应该是5:

[[1 2 3 4 0]
 [0 0 0 0 0]
 [10 11 12 13 14]
 [0 1 2 3 0]
 [1 0 0 0 0]]

因为 [10 11 12 13 14] 是连续的元素，与任何其他行中的任何连续元素相比，它们的长度最长。

如果这是您所期望的，请考虑:

import numpy as np
from itertools import groupby

a = np.array([[1, 2, 3, 4, 0],
 [0, 0, 0, 0, 0],
 [10, 11, 12, 13, 14],
 [0, 1, 2, 3, 0],
 [1, 0, 0, 0, 0]])

a = a.astype(float)
a[a == 0] = np.nan
b = np.diff(a)      # Calculate the n-th discrete difference. Consecutive numbers will have a difference of 1.
counter = []
for line in b:       # for each row.
    if 1 in line:    # consecutive elements differ by 1.
        counter.append(max(sum(1 for _ in g) for k, g in groupby(line) if k == 1) + 1)  # find the longest length of consecutive 1's for each row.
print(max(counter))  # find the max of list holding the longest length of consecutive 1's for each row.
# 5

对于您的特定示例:

[[0 0 0 0 0] 
[0 0 0 0 0] 
[1 2 3 4 5] 
[0 0 0 0 0] 
[0 0 0 0 0]]
# 5