python - 重新排序 3D-Numpy 数组

Question

我有一个 3d 数组

>>> a
array([[[[9, 6, 1],
         [2, 8, 6],
         [3, 5, 6]],

        [[9, 1, 9],
         [6, 6, 7],
         [3, 0, 7]],

        [[9, 2, 7],
         [6, 1, 4],
         [9, 2, 2]],

        [[3, 7, 0],
         [4, 0, 6],
         [7, 4, 8]]]]) 

现在我想 reshape 该数组，将特定值分组在一起，即

 >>> a[0,:,0,0]
 array([9, 9, 9, 3])

所以基本上，我希望每个框的第一个元素位于一个数组中，每个框的第二个元素位于另一个数组中，依此类推。

到目前为止我所做的是将其 reshape 为以下内容:

>>> b = a[0,:,:,:].T
>>> b
array([[[9, 9, 9, 3],
        [2, 6, 6, 4],
        [3, 3, 9, 7]],

       [[6, 1, 2, 7],
        [8, 6, 1, 0],
        [5, 0, 2, 4]],

       [[1, 9, 7, 0],
        [6, 7, 4, 6],
        [6, 7, 2, 8]]])

这样数组就已经构造好了，但是排序是错误的。这样 2x4 矩阵就按行构造。我希望它按列构造，也就是说，在这种情况下，以下应该是前六行:

>>> b[:,0,:]
array([[9, 9, 9, 3],
       [6, 1, 2, 7],
       [1, 9, 7, 0]])

>>> b[:,1,:]
array([[2, 6, 6, 4],
       [8, 6, 1, 0],
       [6, 7, 4, 6]])

我一直在研究如何索引我的数组以正确的方式构建。思考这个问题的一种直观方法是考虑 3x3 矩阵彼此堆叠，我想在 z 方向上切出 1x4 数组(因此进入一堆)，并将它们按行放入一个数组中。

我的意思是我可以用 for 循环迭代它们，但我宁愿通过索引和切片来矢量化整个事情。任何帮助表示赞赏!谢谢

np.concatenate([b[:,i,:] for i in range(3)])

Answer 1

numpy.transpose(..)是一个可以按任意顺序排列轴的函数。

如果我理解正确的话，你基本上希望第三和第四轴成为新矩阵的第一和第二轴，旧的第一和第二矩阵作为新的第三和第四轴。

因此我们可以进行这样的转置:

>>> a.transpose((2,3,0,1))
array([[[[9, 9, 9, 3]],
        [[6, 1, 2, 7]],
        [[1, 9, 7, 0]]],

       [[[2, 6, 6, 4]],
        [[8, 6, 1, 0]],
        [[6, 7, 4, 6]]],

       [[[3, 3, 9, 7]],
        [[5, 0, 2, 4]],
        [[6, 7, 2, 8]]]])

由于您在这里构建了一个 4d 数组，但第一个索引只有 一个 元素，因此最好删除该索引，例如:

>>> a[0,:,:,:].transpose(1,2,0)
array([[[9, 9, 9, 3],
        [6, 1, 2, 7],
        [1, 9, 7, 0]],

       [[2, 6, 6, 4],
        [8, 6, 1, 0],
        [6, 7, 4, 6]],

       [[3, 3, 9, 7],
        [5, 0, 2, 4],
        [6, 7, 2, 8]]])