2D数组索引

Question

我如何对用作索引的一些数组进行索引？ 我有以下这样的2D数组：

array([
   [2, 0],
   [3, 0],
   [3, 1],
   [5, 0],
   [5, 1],
   [5, 2]
])

我想使用这个数组作为索引，并将值10放入一个新的空矩阵的相应索引中。输出应该如下所示：

array([
   [ 0,  0,  0],
   [ 0,  0,  0],
   [10,  0,  0],
   [10, 10,  0],
   [ 0,  0,  0],
   [10, 10, 10]
])

到目前为止，我已经尝试过这个-

from numpy import*
a = array([[2,0],[3,0],[3,1],[5,0],[5,1],[5,2]])
b = zeros((6,3), dtype ='int32')
b[a] = 10

但是这给出了错误的输出。

- haq

Answer 1

In [1]: import numpy as np
In [2]: a = np.array([[2,0],[3,0],[3,1],[5,0],[5,1],[5,2]])
In [3]: b = np.zeros((6,3), dtype='int32')

In [4]: b[a[:,0], a[:,1]] = 10

In [5]: b
Out[5]: 
array([[ 0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0],
       [10,  0,  0],
       [10, 10,  0],
       [ 0,  0,  0],
       [10, 10, 10]])

---

为什么它有效：

如果你使用两个numpy数组来对b进行索引赋值，

b[x, y] = z

那么，想象一下NumPy同时在每个元素上移动x、y和z（我们称它们为xval、yval和zval），并将b[xval, yval]的值赋值为zval。当z是一个常数时，“遍历z”只会每次返回相同的值。

这正是我们想要的，其中x是a的第一列，y是a的第二列。因此，选择x = a[:, 0]，y = a[:, 1]。

b[a[:,0], a[:,1]] = 10

为什么b[a] = 10不能工作

当你写b[a]时，可以将NumPy视为通过移动a的每个元素（我们称之为idx）并在新数组中将b[idx]的值放置在a中的idx位置来创建一个新数组。

idx是a中的一个值。因此它是int32类型。 b的形状为(6,3)，所以b[idx]是一个形状为(3,)的b行。例如，当idx是

In [37]: a[1,1]
Out[37]: 0

b[a[1,1]] 是

In [38]: b[a[1,1]]
Out[38]: array([0, 0, 0])

那么

In [33]: b[a].shape
Out[33]: (6, 2, 3)

所以让我们再重复一遍：NumPy通过遍历数组a中的每个元素，并将b[idx]的值放置在新数组中，位置为idx在a中的位置。当idx遍历a时，将会创建一个形状为(6,2)的数组。但是，由于b[idx]本身的形状为(3,)，因此在(6,2)形状的数组的每个位置上，都会放置一个形状为(3,)的值。结果是一个形状为(6,2,3)的数组。

现在，当你执行像这样的赋值操作：

b[a] = 10

创建一个形状为（6,2,3）临时数组，其值为b[a]，然后执行赋值操作。由于10是一个常数，该赋值将在（6,2,3）形状的数组中的每个位置上放置值10。 然后将临时数组中的值重新分配回b。参见文档引用。因此，（6,2,3）形状数组中的值被复制回（6,3）形状的b数组。值相互覆盖。但主要问题是您无法获得所需的赋值结果。

- unutbu

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谢谢您的解释和见解。但实话实说，b[a]非常自然，遗憾的是numpy的设计者没有预见到以这种方式实现它。 - Evan Pu

Answer 2

您还可以转置索引数组a，将结果转换为元组并索引数组b并赋值。将索引数组转换为元组可确保多维索引按预期工作。

a = np.array([[2, 0], [3, 0], [3, 1], [5, 0], [5, 1], [5, 2]])
b = np.zeros((6,3), dtype ='int32')

b[tuple(a.T)] = 10
# or 
b[(*a.T,)] = 10
# or 
b[(*a.T.tolist(),)] = 10

它们都能够产生预期的输出

array([[ 0,  0,  0],
       [ 0,  0,  0],
       [10,  0,  0],
       [10, 10,  0],
       [ 0,  0,  0],
       [10, 10, 10]])

- cottontail