优化numpy ndarray索引操作

2024-04-24 10:55:55 发布

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我有一个numpy操作,如下所示:

 for i in range(i_max):
    for j in range(j_max):
        r[i, j, x[i, j], y[i, j]] = c[i, j]

其中xyc具有相同的形状。你知道吗

有没有可能使用numpy的高级索引来加速这个操作?你知道吗

我试过使用:

i = numpy.arange(i_max)
j = numpy.arange(j_max)
r[i, j, x, y] = c

然而,我没有得到我期望的结果。你知道吗


Tags: innumpyforrangemax形状arange
2条回答

使用^{}-

d0,d1,d2,d3 = r.shape
np.put(r,np.arange(i_max)[:,None]*d1*d2*d3 + np.arange(j_max)*d2*d3 + x*d3 +y,c)

基准测试和验证

定义函数-

def linear_indx(r,x,y,c,i_max,j_max):
    d0,d1,d2,d3 = r.shape
    np.put(r,np.arange(i_max)[:,None]*d1*d2*d3 + np.arange(j_max)*d2*d3 + x*d3 +y,c)
    return r

def org_app(r,x,y,c,i_max,j_max):
    for i in range(i_max):
        for j in range(j_max):
            r[i, j, x[i,j], y[i,j]] = c[i,j]
    return r

设置输入数组和基准-

In [134]: # Setup input arrays
     ...: i_max = 40
     ...: j_max = 50
     ...: D0 = 60
     ...: D1 = 70
     ...: N = 80
     ...: 
     ...: r = np.zeros((D0,D1,N,N))
     ...: c = np.random.rand(i_max,j_max)
     ...: 
     ...: x = np.random.randint(0,N,(i_max,j_max))
     ...: y = np.random.randint(0,N,(i_max,j_max))
     ...: 

In [135]: # Make copies for testing, as both functions make in-situ changes
     ...: r1 = r.copy()
     ...: r2 = r.copy()
     ...: 

In [136]: # Verify results by comparing with original loopy approach
     ...: np.allclose(linear_indx(r1,x,y,c,i_max,j_max),org_app(r2,x,y,c,i_max,j_max))
Out[136]: True

In [137]: # Make copies for testing, as both functions make in-situ changes
     ...: r1 = r.copy()
     ...: r2 = r.copy()
     ...: 

In [138]: %timeit linear_indx(r1,x,y,c,i_max,j_max)
10000 loops, best of 3: 115 µs per loop

In [139]: %timeit org_app(r2,x,y,c,i_max,j_max)
100 loops, best of 3: 2.25 ms per loop

索引数组必须是broadcastable才能工作。唯一需要做的更改是在第一个索引i中添加一个轴,以使形状与其余的匹配。实现这一点的快速方法是使用None(相当于numpy.newaxis)进行索引:

i = numpy.arange(i_max)
j = numpy.arange(j_max)
r[i[:,None], j, x, y] = c

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