尺寸为x的1的二维阵列菱形

Question

嘿，我正在尝试制作一个由1和0组成的二维数组，其中1形成菱形。钻石的尺寸应为x：

尺寸x=3的菱形形状如下所示：

[[0 0 1 0 0]
 [0 1 0 1 0]
 [1 0 0 0 1]
 [0 1 0 1 0]
 [0 0 1 0 0]]

尺寸x=1的菱形形状如下所示：

[[1]]

有人知道如何实现这一点吗？我认为numpy.eye和concatenate可能有用。然而，我找不到解决办法

Answer 1

我将以以下方式利用numpy.diagflat与numpy.flip的结合：

import numpy as np
arr = np.diagflat([1,1,1],2)  # now we have 1s in upper-right part
arr = np.maximum(arr,np.flip(arr,1))  # now we have 1s in upper part
arr = np.maximum(arr,np.flip(arr,0))  # now we have 1s everywhere
print(arr)

输出：

[[0 0 1 0 0]
 [0 1 0 1 0]
 [1 0 0 0 1]
 [0 1 0 1 0]
 [0 0 1 0 0]]

Answer 2

这里有一个np.eye的解决方案

import numpy as np

def diamond(n):
    a, b = np.eye(n, dtype=int), np.eye(n, dtype=int)[:,::-1]

    c, d = np.hstack((b,a[:,1:])), np.hstack((a,b[:,1:]))

    return np.vstack((c, d[1:,:]))

输出：

>>> print(diamond(3))

[[0 0 1 0 0]
 [0 1 0 1 0]
 [1 0 0 0 1]
 [0 1 0 1 0]
 [0 0 1 0 0]]

Answer 3

使用np.pad(... mode = 'reflect')的我的条目：

def diamond(n):
    return np.pad(np.eye(n), ((n-1, 0), (0, n-1)), mode = 'reflect')
    

diamond(3)
Out: 
array([[0., 0., 1., 0., 0.],
       [0., 1., 0., 1., 0.],
       [1., 0., 0., 0., 1.],
       [0., 1., 0., 1., 0.],
       [0., 0., 1., 0., 0.]])

diamond(1)
Out: array([[1.]])

diamond(5)
Out: 
array([[0., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 1., 0., 1., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 1., 0., 0., 0., 1., 0., 0.],
       [0., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0.],
       [1., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 1.],
       [0., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0.],
       [0., 0., 1., 0., 0., 0., 1., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 1., 0., 1., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 0., 0.]])

在我看来，这比@Daweo的答案快了40%左右，代码也稍微简单一些

def diamond_Daweo(n):
    arr = np.diagflat(np.ones(n), n-1)  # now we have 1s in upper-right part
    arr = np.maximum(arr,np.flip(arr,1))  # now we have 1s in upper part
    return np.maximum(arr,np.flip(arr,0))  # now we have 1s everywhere

%timeit diamond_Daweo(100)
120 µs ± 1.9 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)

%timeit diamond(100)
75.8 µs ± 2.86 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)