（Python）如何使用[：]语法对数组的每个元素使用条件语句？

Question

如果我需要对整数的numpy.ndarray中的每个元素都要求一个条件，那么我必须使用for循环吗

for i in range(n):
    if a[i] == 0:
        a[i] = 1   

或者我可以用[：]语法问这个问题吗

if a[:] == 0:
    #...

我知道前一个是错误的，但有没有办法做类似的事情？

Answer 1

假设a是数组，并且希望将大于1的a值更改为等于1：

a[a > 1] = 1

这是因为表达式a > 1创建了mask array，并且当掩码数组用作索引（它在这里）时，该操作仅适用于True索引。

Answer 2

对于同时在numpy.ndarray的每个元素上测试条件，如标题所示：

使用numpy的^{}来实现：

if np.all(a == 0):
    # ...

尽管它不是懒惰的，np.all被矢量化并且非常快

# arrays of zeros

>>> a = np.zeros((1000000))
>>> %timeit np.all(a == 0)                    # vectorized, very fast 
10000 loops, best of 3: 34.5 µs per loop

>>>%timeit all(i == 0 for i in a)             # not vectorized...
100 loops, best of 3: 19.3 ms per loop


# arrays of non-zeros

>>> b = np.ones((1000000))
>>> %timeit np.all(b == 0)                    # not lazy, iterates through all array
1000 loops, best of 3: 498 µs per loop

>>> %timeit all(i == 0 for i in b)            # lazy, return false at first 1
1000000 loops, best of 3: 561 ns per loop


# n-D arrays of zeros

>>> c = a.reshape((100, 1000))                # 2D array
>>> %timeit np.all(c == 0)
10000 loops, best of 3: 34.7 µs per loop      # works on n-dim arrays

>>> %timeit all(i == 0 for i in c)            # wors for a 1D arrays only
...
ValueError: The truth value of an array with more than one element is ambiguous. Use a.any() or a.all()

---

用于在numpy.ndarray的每个元素上迭代测试条件：

for i in range(n):
    if a[i] == 0:
        a[i] = 1  

可以用np.where代替

a = np.where(a == 0, 1, a)  # set value '1' where condition is met

---

编辑：根据操作人员的评论精确

Answer 3

您可以使用^{}内置函数来完成您的要求：

all(i == 0 for i in a)

示例：

>>> a = [1, 0, 0, 2, 3, 0]
>>> all(i == 0 for i in a)
False

但是请注意，在场景后面，all仍然使用for循环。It's just implemented in C：

for (;;) {
    item = iternext(it);
    if (item == NULL)
        break;
    cmp = PyObject_IsTrue(item);
    Py_DECREF(item);
    if (cmp < 0) {
        Py_DECREF(it);
        return NULL;
    }
    if (cmp == 0) {
        Py_DECREF(it);
        Py_RETURN_FALSE;
    }

编辑：鉴于您最近的编辑，您可能希望使用三元运算符的列表理解：

[1 if  i == 0 else i for i in a]

示例：

>>> a = [1, 0, 0, 2, 3, 0]
>>> [1 if  i == 0 else i for i in a]
[1, 1, 1, 2, 3, 1]