将包含列表的一维numpy数组转换为二维数字数组，然后再将其转回原数组

Question

假设我有一个包含相同长度列表的对象数组：

>>> a = np.empty(2, dtype=object)
>>> a[0] = [1, 2, 3, 4]
>>> a[1] = [5, 6, 7, 8]
>>> a
array([[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8]], dtype=object)

1. How can I convert this to a numeric 2D array?

   >>> a.shape
   (2,)
   >>> b = WHAT_GOES_HERE(a)
   >>> b
   array([[1, 2, 3, 4],
          [5, 6, 7, 8]])
   >>> b.shape
   (2, 4)
   

2. How can I do the reverse?

3. Does it get easier if my a array is an np.array of np.arrays, rather than an np.array of lists?

   >>> na = np.empty(2, dtype=object)
   >>> na[0] = np.array([1, 2, 3, 4])
   >>> na[1] = np.array([5, 6, 7, 8])
   >>> na
   array([array([1, 2, 3, 4]), ([5, 6, 7, 8])], dtype=object)
   

- Eric

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@Divakar：ValueError: 在数组中设置一个序列的元素。- astype无法重新塑形。 - Eric

Answer 1

使用 np.concatenate 是一种方法 -

b = np.concatenate(a).reshape(len(a),*np.shape(a[0]))

@Eric提出的改进建议是使用*np.shape(a[0])，这应该可以使其适用于通用的ND形状。

示例运行 -

In [183]: a
Out[183]: array([[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8]], dtype=object)

In [184]: a.shape
Out[184]: (2,)

In [185]: b = np.concatenate(a).reshape(len(a),*np.shape(a[0]))

In [186]: b
Out[186]: 
array([[1, 2, 3, 4],
       [5, 6, 7, 8]])

In [187]: b.shape
Out[187]: (2, 4)

为了获取 a，我们可以采用以下两步过程 -

a_back = np.empty(b.shape[0], dtype=object)
a_back[:] = b.tolist()

样例运行 -

In [190]: a_back = np.empty(b.shape[0], dtype=object)
     ...: a_back[:] = b.tolist()
     ...: 

In [191]: a_back
Out[191]: array([[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8]], dtype=object)

In [192]: a_back.shape
Out[192]: (2,)

- Divakar

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很好的简洁解决方案，我曾经想过可能不得不使用for循环。 - Eric

用 np.shape(a[0]) 替换 -1，这样可以使得这个方法也适用于更一般的 1D 到 ND -> N+1D 的情况。 - Eric

@Eric 谢谢你的改进！已更新帖子。 - Divakar

Answer 2

你可以使用np.vstack()函数：

>>> a = np.vstack(a).astype(int)

- Johannes Hinrichs

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我认为astype()也是不必要的！ - Eric

是的，你说得对，虽然你最后没有明确说你想要 int（尽管在这个例子中，还能是什么呢...），所以最好保留它吧 ;) - Johannes Hinrichs

我刚才说的是数字，而在这种情况下，dtype 无论如何都是 int32。 - Eric

Answer 3

我发现使用 np.array(list(a)) 来回转换 list 就足够了。

这似乎等同于使用 np.stack(a)。

这两种方法的好处是可以在更一般的情况下工作，将一个1D数组的ND数组转换为（N+1）D数组。

- Eric

Answer 4

这是一种方法，将原始的NumPy数组转换为列表，然后再转换为所需的NumPy数组：

b = np.array([k for k in a])
b
array([[1, 2, 3, 4],
       [5, 6, 7, 8]])
c = np.array([k for k in b], dtype=object)
c
array([[1, 2, 3, 4],
       [5, 6, 7, 8]], dtype=object)

- mtrw