在NumPy数组中获取第k维度的第i个切片。

Question

我有一个 n 维的numpy数组，我想要获取第 k 维中的第 i 个切片。肯定有更好的方法。

# ... 
elif k == 5:
    b = a[:, :, :, :, :, i, ...]
# ...

- Nico Schlömer

Answer 1

b = a[(slice(None),) * k + (i,)]

手动构建索引元组。

正如Python 语言参考手册中所述，一个表达式的形式为：

a[:, :, :, :, :, i]

被转换成

a[(slice(None), slice(None), slice(None), slice(None), slice(None), i)]

我们可以直接构建元组来实现相同的效果，而不是使用切片符号。 （有一个小问题，直接构建元组会产生a[(i,)]而不是a[i]对于k=0，但是NumPy对标量i处理方式相同。）

- user2357112

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哇，我很乐意复制粘贴这个，但是文档链接可能仍然有用。 - Nico Schlömer

切片符号，例如 a[<something>] 只是对 __getitem__ 方法的调用的语法糖，传递给它一个元组，这种情况下是一个由切片对象组成的元组（: 符号是 slice 对象的语法糖）。 - juanpa.arrivillaga

你也可以这样写：b[np.index_exp[:] * k + np.index_exp[i]]，这样可能更易读一些。 - Eric

Answer 2

我不确定它是否适用于k维，但对于2维是有效的。

a.take(i,axis=k)

- J. Goedhart

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这样做的缺点是会创建一个副本而不是视图。 - user2357112

@user2357112：哎呀，有点出乎意料。 - Eric

Answer 3

基本上，您希望能够以编程方式创建元组：，：，：，：，：，i，...，以便将其作为a的索引传递。不幸的是，您不能直接在冒号运算符上使用普通元组乘法（即(:,) * k无法生成k个冒号操作符的元组）。但是，您可以通过使用colon = slice(None)来获得“冒号切片”的实例。然后，您可以执行b = a[(colon,) * k + (i,)]，这将有效地在a的第k维中的第i列处索引a。

将其封装在一个函数中，您将得到：

def nDimSlice(a, k, i):
    colon = slice(None)
    return a[(colon,) * k + (i,)]

- user108471

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对于NumPy来说，i之后的额外切片是不必要的。 - Aaron

@Aaron 谢谢，我不知道！ - user108471

这个答案真的很有帮助！如果有人想知道，在该索引上提取N个切片，只需将(i,)替换为(slice(0, n, 1),)即可。 - Roy

Answer 4

这里有一个可以处理负轴参数的延迟输入，而不需要事先知道它的操作数的形状：

def put_at(inds, axis=-1, slc=(slice(None),)):
    return (axis<0)*(Ellipsis,) + axis*slc + (inds,) + (-1-axis)*slc

用于以下情况：

a[put_at(ind_list,axis=axis)]

ind_list可以像您的情况一样是标量，也可以是更有趣的东西。

从我的这条评论中复制。

- Paul Panzer

Answer 5

我不确定这种方法是否会创建数组的整个副本*，但我会取传输矩阵的一个切片以获取第k轴：

import numpy as np

def get_slice(arr, k, i):
    if k >= arr.ndim: #we need at least k dimensions (0 indexed)
        raise ValueError("arr is of lower dimension than {}".format(k))

    axes_reorder = list(range(arr.ndim)) #order of axes for transpose
    axes_reorder.remove(k) #remove original position of k
    axes_reorder.insert(0,k) #insert k at beginning of order

    return arr.transpose(axes_reorder)[i] #k is first axis now

这还有一个额外的好处，就是在尝试切片之前更容易检查维数的数量。

* 根据文档，只要可能，就会创建一个内存视图。

- Aaron