如何选择具有(n-1)D个轴索引的nD阵列轴上的值?


问题内容

这是我在这里回答的动机。

给定形状为(n0,n1)的数组A和形状为(n0)的数组J,我想创建形状为(n0)的数组B

B[i] = A[i,J[i]]

我也想将其推广到k维数组,其中A具有形状(n0,n1,...,nk),J具有形状(n0,n1,...,n(k-1))

有一些混乱的,扁平化的方法可以对索引顺序进行假设:

import numpy as np
B = A.ravel()[   J+A.shape[-1]*np.arange(0,np.prod(J.shape)).reshape(J.shape) ]

问题是,有没有一种方法不依赖于展平数组和手动处理索引?


问题答案:

对于2d和1d情况,此索引有效:

A[np.arange(J.shape[0]), J]

可以通过重塑为2d(并向后)将其应用于更多尺寸:

A.reshape(-1, A.shape[-1])[np.arange(np.prod(A.shape[:-1])).reshape(J.shape), J]

对于3d,A此方法有效:

A[np.arange(J.shape[0])[:,None], np.arange(J.shape[1])[None,:], J]

其中1st 2arange索引的广播尺寸与相同J

使用中的函数时lib.index_tricks,可以表示为:

A[np.ogrid[0:J.shape[0],0:J.shape[1]]+[J]]
A[np.ogrid[slice(J.shape[0]),slice(J.shape[1])]+[J]]

或用于多个维度:

A[np.ix_(*[np.arange(x) for x in J.shape])+(J,)]
A[np.ogrid[[slice(k) for k in J.shape]]+[J]]

对于小的AJ(例如,2 * 3 * 4),J.choose(np.rollaxis(A,-1))速度更快。所有额外的时间都在准备索引元组中。
np.ix_比快np.ogrid

np.choose有大小限制。在最高端它比ix_

In [610]: Abig=np.arange(31*31).reshape(31,31)
In [611]: Jbig=np.arange(31)
In [612]: Jbig.choose(np.rollaxis(Abig,-1))
Out[612]: 
array([  0,  32,  64,  96, 128, 160, ... 960])

In [613]: timeit Jbig.choose(np.rollaxis(Abig,-1))
10000 loops, best of 3: 73.1 µs per loop
In [614]: timeit Abig[np.ix_(*[np.arange(x) for x in Jbig.shape])+(Jbig,)]
10000 loops, best of 3: 22.7 µs per loop
In [635]: timeit Abig.ravel()[Jbig+Abig.shape[-1]*np.arange(0,np.prod(Jbig.shape)).reshape(Jbig.shape) ]
10000 loops, best of 3: 44.8 µs per loop

我在https://stackoverflow.com/a/28007256/901925上做了类似的索引测试,发现flat对于更大的数组(例如n0=1000),索引速度更快。那是我了解的32个限制的地方choice