使用链式掩码替换numpy数组元素

Question

考虑一个数组 arr 和高级索引蒙版 mask：

import numpy as np

arr = np.arange(4).reshape(2, 2)
mask = A < 2

使用高级索引会创建一个数组的新副本。因此，不能通过"链接"一个掩码与另一个掩码或基本的切片操作来替换数组的元素:

submask = [False, True]
arr[mask][submask] = -1  # chaining 2 masks
arr[mask][:] = -1  # chaining a mask with a basic slicing operation

print(arr)
[[0 1]
 [2 3]]

我有两个相关的问题：

1/ 使用链式掩码替换数组元素的最佳方法是什么？

2/ 如果高级索引返回数组的副本，那么为什么以下内容有效？

arr[mask] = -1

print(arr)
[[-1 -1]
 [ 2  3]]

- Bob

Answer 1

简短回答：

• 你需要想办法将掩码组合在一起。由于掩码可以以不同的方式“链接”，因此我认为没有一个简单的通用替代品。

• 索引可以是__getitem__调用，也可以是__setitem__。您最后一个案例是一种设置。

使用链接索引，a[mask1][mask2] =value被转换为

a.__getitem__(mask1).__setitem__(mask2, value)

无论第一个getitem产生的是视图还是副本，a是否被修改取决于它。

In [11]: arr = np.arange(4).reshape(2,2)
In [12]: mask = arr<2
In [13]: mask
Out[13]: 
array([[ True,  True],
       [False, False]])
In [14]: arr[mask]
Out[14]: array([0, 1])

使用列表或数组进行索引可能会保留维数，但像此类的布尔值返回一个1d数组，其中掩码为真。

在您的示例中，我们可以调整mask（详细信息可能因第二个掩码的意图而异）：

In [15]: mask[:,0]=False
In [16]: mask
Out[16]: 
array([[False,  True],
       [False, False]])
In [17]: arr[mask]
Out[17]: array([1])
In [18]: arr[mask] += 10
In [19]: arr
Out[19]: 
array([[ 0, 11],
       [ 2,  3]])

或者是掩码的逻辑组合：

In [26]: (np.arange(4).reshape(2,2)<2)&[False,True]
Out[26]: 
array([[False,  True],
       [False, False]])

- hpaulj

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我接受了这个通用的方法，但是请参考其他答案，以获取如何链接掩码的灵感，这可能在某些情况下有效。 - Bob

我已经为你的第一个示例添加了一个可能性。 - hpaulj

Answer 2

几个很好的问题！我的看法是：

1. 我会做这样的事情：

x,y=np.where(mask)
arr[x[submask],y[submask]] = -1

根据官方文档：

下面大多数示例展示了在数组中引用数据时使用索引的方法。当对数组进行赋值时，这些示例同样适用。请参阅结尾处的特定示例和解释，了解赋值的工作原理。

这意味着arr[mask]=1是引用，而arr[mask]是提取数据并创建副本。

- Quang Hoang