在numpy中检查两个数值是否具有相同的符号（+/-）。

Question

目前，我正在使用numpy.logical_or和numpy.logical_and来检查两个数组的元素是否具有相同的符号。想知道是否已经有ufunc或更有效的方法可以实现这一点。我的当前解决方案在这里。

a = np.array([1,-2,5,7,-11,9])
b = np.array([3,-8,4,81,5,16])
out = np.logical_or(
                    np.logical_and((a < 0),(b < 0)), 
                    np.logical_and((a > 0),(b > 0))
                                             )

编辑//输出

out
Out[51]: array([ True,  True,  True,  True, False,  True], dtype=bool)

- Siraj S.

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零怎么办？零和零有相同的符号，但你没有意识到它。 - Stefan Pochmann

不要忘记浮点数有一个带符号的零。 - wim

是的！从这里的答案中我意识到在使用零时必须小心。无论如何，我的当前解决方案并不有效，因此提出了问题。谢谢，SO太棒了。 - Siraj S.

Answer 1

通过对每个元素进行逐个相乘，并检查是否>=0，这种方法会产生正数结果，因为符号相同（两个数都是正数或者两个数都是负数）的元素相乘会得到正数值 -

((a== b) & (a==0)) | (a*b>0)

带有显式符号检查的另一个示例 -

np.sign(a) == np.sign(b)

运行时测试 -

In [155]: a = np.random.randint(-10,10,(1000000))

In [156]: b = np.random.randint(-10,10,(1000000))

In [157]: np.allclose(np.sign(a) == np.sign(b), ((a== b) & (a==0)) | (a*b>0))
Out[157]: True

In [158]: %timeit np.sign(a) == np.sign(b)
100 loops, best of 3: 3.06 ms per loop

In [159]: %timeit ((a== b) & (a==0)) | (a*b>0)
100 loops, best of 3: 3.54 ms per loop

# @salehinejad's soln
In [160]: %timeit np.where((np.sign(a)+np.sign(b))==0)
100 loops, best of 3: 8.71 ms per loop

- Divakar

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例如在a，b = np.array（[0]），np.array（[-1]）的情况下，a * b> = 0无法满足。 - Stefan Pochmann

我也遇到了类似的矛盾情况。数学家永远不会声称 0 是正数。尽管如此，我认为 a*b>0 的条件是完全可以接受的。 - kmario23

Answer 2

在纯Python中，您可以执行以下操作：

abs(a + b) == abs(a) + abs(b)

如果符号相等，则返回true。

- Usagi

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太复杂了。a * b > 0 更简单。 - Nico Schlömer

Answer 3

你可以依靠按位运算符XOR

x ^ y

XOR操作也应用于符号，因此当它们相同时，结果大于0，如果不同则小于0。

- Bill Yang

Answer 4

我不明白为什么没有人使用实际的数学运算：

a * b < 0

如果您需要不用numpy数组的公式

- Shaddo

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它应该大于0才能检查是否具有相同的符号。被接受的答案已经使用了这个方法，它也可以捕获当a和b都为零的情况：((a==b) & (a==0)) | (a*b>0)。 - tdy

Answer 5

加法比乘法更便宜。对于不相等的符号：

np.where((np.sign(a)+np.sign(b))!=0)

对于等号：

np.where((np.sign(a)+np.sign(b))==0)

这种方法返回索引，不仅是True/False等。

给定问题中a和b的输出：

[0 1 2 3 5]

可以尝试np.sum()用于两个以上的变量。

- salehinejad

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哦，我很确定这只告诉你符号是否相反且相等，对吧？ - juanpa.arrivillaga

np.sign() 返回 -1 或 +1。因此它忽略数值本身。 - salehinejad

Answer 6

import numpy as np
a = np.random.randn(5)
b = np.random.randn(5)

print a
print b

# Method 1
print np.logical_not(np.sign(a*b)-1)

# Method 2 ***probably best
print np.equal(np.sign(a), np.sign(b))

# Method 3
print np.where((a*b<0),np.zeros(5,dtype=bool),np.ones(5,dtype=bool))

# Method 4
print np.core.defchararray.startswith(np.array(-a*b).astype('str'),'-')

>>>
[-0.77184408 -0.55291345 -0.45774947  0.67080435 -0.286555  ]
[ 0.37220055  0.29489477 -1.05773195  1.03833121  1.01538001]
[False False True True False]
[False False True True False]
[False False True True False]
[False False True True False]

方法一

• a*b生成一个值的数组，当符号不同时为负数
• np.sign()将数组转换为-1和1
• 减去1将数组转换为-2和0
• np.logical_not()将-2转换为False；将0转换为True

方法二

• np.sign()转换为-1, 1
• np.equal()比较两个数组并按元素给出真值

方法三

• np.where(condition[, x, y])根据条件返回元素，来自x或y。
• np.zeros(5,dtype=bool)，np.ones(5,dtype=bool)分别是False和True的数组

方法四

• 相乘-a*b
• 将结果数组转换为dtype字符串
• 检查哪些元素以-开头

参考资料：

https://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.sign.html

https://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/routines.logic.html

https://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.where.html

https://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.core.defchararray.startswith.html#numpy.core.defchararray.startswith

- litepresence

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给np.equal的解决方案点赞，它是最直观的一步解决方案（与其他地方的加法、乘法等相比）。但@Divakar首先强调了它，所以将接受他的解决方案。 - Siraj S.