numpy数组合并和矩阵拼接的实现
Numpy中提供了concatenate,append, stack类(包括hsatck、vstack、dstack、row_stack、column_stack),r_和c_等类和函数用于数组拼接的操作。
各种函数的特点和区别如下标:
concatenate | 提供了axis参数,用于指定拼接方向 |
---|---|
append | 默认先ravel再拼接成一维数组,也可指定axis |
stack | 提供了axis参数,用于生成新的维度 |
hstack | 水平拼接,沿着行的方向,对列进行拼接 |
vstack | 垂直拼接,沿着列的方向,对行进行拼接 |
dstack | 沿着第三个轴(深度方向)进行拼接 |
column_stack | 水平拼接,沿着行的方向,对列进行拼接 |
row_stack | 垂直拼接,沿着列的方向,对行进行拼接 |
r_ | 垂直拼接,沿着列的方向,对行进行拼接 |
c_ | 水平拼接,沿着行的方向,对列进行拼接 |
直接合并
将两个一维数组合并成一个二维数组:
import torch import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt a = np.arange(0,15,0.1) b = 1.088 * a + 0.638 + np.random.rand() * 10 print(a.shape,b.shape) points = np.array([a,b]) print(points.shape) (150,) (150,) (2, 150)
append拼接
append(arr, values, axis=None)
arr | 待合并的数组的复制(特别主页是复制,所以要多耗费很多内存) |
values | 用来合并到上述数组复制的值。如果指定了下面的参数axis的话,则这些值必须和arr的shape一致(shape[axis]之外都相等),否则的话,则没有要求。 |
axis | 要合并的轴. |
>>> import numpy as np >>> ar1 = np.array([[1,2,3], [4,5,6]]) >>> ar2 = np.array([[7,8,9], [11,12,13]]) >>> np.append(ar1, ar2) # 先ravel扁平化再拼接,所以返回值为一个1维数组 array([ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13]) >>> np.append(ar1, ar2, axis=0) # 沿第一个轴拼接,这里为行的方向 array([[ 1, 2, 3], [ 4, 5, 6], [ 7, 8, 9], [11, 12, 13]]) >>> np.append(ar1, ar2, axis=1) # 沿第二个轴拼接,这里为列的方向 array([[ 1, 2, 3, 7, 8, 9], [ 4, 5, 6, 11, 12, 13]])
concatenate拼接
concatenate(a_tuple, axis=0, out=None)
a_tuple: | 对需要合并的数组用元组的形式给出 |
axis | 待合并的轴,默认为0 |
>>> import numpy as np >>> ar1 = np.array([[1,2,3], [4,5,6]]) >>> ar2 = np.array([[7,8,9], [11,12,13]]) >>> ar1 array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) >>> ar2 array([[ 7, 8, 9], [11, 12, 13]]) >>> np.concatenate((ar1, ar2)) # 这里的第一轴(axis 0)是行方向 array([[ 1, 2, 3], [ 4, 5, 6], [ 7, 8, 9], [11, 12, 13]]) >>> np.concatenate((ar1, ar2),axis=1) # 这里沿第二个轴,即列方向进行拼接 array([[ 1, 2, 3, 7, 8, 9], [ 4, 5, 6, 11, 12, 13]]) >>> ar3 = np.array([[14,15,16]]) # shape为(1,3)的2维数组 >>> np.concatenate((ar1, ar3)) # 一般进行concatenate操作的array的shape需要一致,当然如果array在拼接axis方向的size不一样,也可以完成 >>> np.concatenate((ar1, ar3)) # ar3虽然在axis0方向的长度不一致,但axis1方向上一致,所以沿axis0可以拼接 array([[ 1, 2, 3], [ 4, 5, 6], [14, 15, 16]]) >>> np.concatenate((ar1, ar3), axis=1) # ar3和ar1在axis0方向的长度不一致,所以报错
hstack
>>> np.hstack((ar1,ar2)) # 水平拼接,沿着行的方向,对列进行拼接 array([[ 1, 2, 3, 7, 8, 9], [ 4, 5, 6, 11, 12, 13]])
vstack
>>> np.vstack((ar1,ar2)) # 垂直拼接,沿着列的方向,对行进行拼接 array([[ 1, 2, 3], [ 4, 5, 6], [ 7, 8, 9], [11, 12, 13]])
vstack
>>> np.dstack((ar1,ar2)) # 对于2维数组来说,沿着第三轴(深度方向)进行拼接, 效果相当于stack(axis=-1) array([[[ 1, 7], [ 2, 8], [ 3, 9]], [[ 4, 11], [ 5, 12], [ 6, 13]]])
column_stack和row_stack
>>> np.column_stack((ar1,ar2)) # 水平拼接,沿着行的方向,对列进行拼接 array([[ 1, 2, 3, 7, 8, 9], [ 4, 5, 6, 11, 12, 13]]) >>> np.row_stack((ar1,ar2)) # 垂直拼接,沿着列的方向,对行进行拼接 array([[ 1, 2, 3], [ 4, 5, 6], [ 7, 8, 9], [11, 12, 13]])
np.r_ 和np.c_
常用于快速生成ndarray数据
>>> np.r_[ar1,ar2] # 垂直拼接,沿着列的方向,对行进行拼接 array([[ 1, 2, 3], [ 4, 5, 6], [ 7, 8, 9], [11, 12, 13]]) >>> np.c_[ar1,ar2] # 水平拼接,沿着行的方向,对列进行拼接 array([[ 1, 2, 3, 7, 8, 9], [ 4, 5, 6, 11, 12, 13]])
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