如何访问numpy ndarray元素？

Question

我正在使用scipy的loadmat函数将matlab数据文件加载到Python中。

from scipy.io import loadmat  

data   = loadmat('data.mat')
fields = data['field']

fields 的类型是 numpy.ndarray：

print 'fields type={}'.format(type(fields))
print 'fields dtype={}'.format(fields.dtype)
print 'fields shape={}'.format(fields.shape)

fields type=<type 'numpy.ndarray'>
fields dtype=object
fields shape=(5,)

我使用nditer迭代数组：

for x in np.nditer(fields, flags=['refs_ok']):
    print 'x={}'.format(x)
    print 'x type={}'.format(type(x))
    print 'x dtype={}'.format(x.dtype)
    print 'x shape={}'.format(x.shape)
    break

x=[u'ACE']
x type=<type 'numpy.ndarray'>
x dtype=object
x shape=()

索引错误：

如果我尝试访问x的第一个元素，会出现索引错误：

x[0]

---------------------------------------------------------------------------
IndexError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-102-8c374ae22096> in <module>()
     17     print 'type={}'.format(type(x))
     18     print 'dtype={}'.format(x.dtype)
---> 19     x[0]
     20     break
     21 

IndexError: too many indices for array

问题：

• 如果 type(x) 返回 nump.ndarray，为什么会显示 "too many indices for array"？
• 如何将 x 的内容提取到字符串中？

这是我使用的版本：

print 'python version: {}'.format(sys.version)
print 'numpy version: {}'.format(numpy.__version__)
print 'scipy version: {}'.format(scipy.__version__)

python version: 2.7.6 (default, Jun 22 2015, 17:58:13) 
[GCC 4.8.2]
numpy version: 1.11.0
scipy version: 0.17.1

- Steve Lorimer

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你能打印出 x.shape 吗？ - C_Z_

@C_Z_ - 更新了问题以包括 x.shape，它返回 ()。 - Steve Lorimer

这是一个0维数组，你必须使用0元组索引它，x[()]。请看我的答案。 - hpaulj

Answer 1

我可以简要指出一些错误的风险，但不会详细说明。

.mat文件包含MATLAB矩阵（始终是2D或更高维）、单元和结构体。

loadmat以各种方式呈现这些内容。有需要按名称索引的字典，有对象数组（dtype=object），还有nd数值或字符串数组。您可能需要通过多个级别来获取数值数组。

检查数组的“形状”（大小）和它的“dtype”。如果“shape”为()并且“dtype”为对象，则使用y=x[()]进行提取。

以下是一个0d对象数组的示例：

In [4]: y=np.arange(3)

In [5]: x=np.empty((), dtype=object)    
In [6]: x[()]=y

In [7]: x
Out[7]: array(array([0, 1, 2]), dtype=object)

In [8]: x.shape
Out[8]: ()

In [9]: x.dtype
Out[9]: dtype('O')

In [10]: x[0]
...
IndexError: too many indices for array

In [11]: x[()]
Out[11]: array([0, 1, 2])

x 是一个0维数组 (x.ndim)，因此它必须使用一个0元素的元组()来进行索引。对于MATLAB程序员来说，这可能看起来有点奇怪。

在numpy（一般指Python）中，x[a,b,c]与x[(a,b,c)]和ind=(a,b,c); x[ind]等价。换句话说，[]中的参数被理解为一个值的元组。 (1,2)是一个包含两个元素的元组，(1,)是一个包含一个元素的元组（(1)只是分组），()是一个0元素的元组。因此，x[()]只是常规nd索引符号的扩展，它不是一个特殊情况。

- hpaulj

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谢谢，使用数组索引符号（x[()]）起作用了。你有什么资源可以让我了解这个符号吗？我以前从未见过。 - Steve Lorimer

我在这个符号上添加了一段文字。 - hpaulj

x.item() 是提取单个元素的另一种方式。 - hpaulj