我正在尝试制作具有所有可能组合的 4x4 (16) 像素黑白图像阵列。我将以下数组作为模板：
template = [[0,0,0,0], # start with all white pixels
[0,0,0,0],
[0,0,0,0],
[0,0,0,0]]
然后我想遍历模板并将每个可能的组合的 0 更改为 1。 我尝试使用 numpy 和 itertools 进行迭代，但只能得到 256 个组合，并且根据我的计算应该有 32000（编辑：65536！不知道那里发生了什么......）。任何有疯狂技能的人可以帮助我吗？
【问题讨论】：
如您所说，您可以使用itertools 模块来执行此操作，尤其是product 函数：
import itertools
import numpy as np
# generate all the combinations as string tuples of length 16
seq = itertools.product("01", repeat=16)
for s in seq:
# convert to numpy array and reshape to 4x4
arr = np.fromiter(s, np.int8).reshape(4, 4)
# do something with arr
【讨论】：
您将总共有65536 这样一个 (4 x 4) 形状的阵列的组合。这是生成所有这些组合的矢量化方法，为我们提供(65536 x 4 x 4) 形状的多维数组 -
mask = ((np.arange(2**16)[:,None] & (1 << np.arange(16))) != 0)
out = mask.astype(int).reshape(-1,4,4)
示例运行 -
In [145]: out.shape
Out[145]: (65536, 4, 4)
In [146]: out
Out[146]:
array([[[0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0]],
[[1, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0]],
[[0, 1, 0, 0],
[0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0]],
...,
[[1, 0, 1, 1],
[1, 1, 1, 1],
[1, 1, 1, 1],
[1, 1, 1, 1]],
[[0, 1, 1, 1],
[1, 1, 1, 1],
[1, 1, 1, 1],
[1, 1, 1, 1]],
[[1, 1, 1, 1],
[1, 1, 1, 1],
[1, 1, 1, 1],
[1, 1, 1, 1]]])
【讨论】：
一种依赖于 for 循环的可能性
out = []
for i in range(2**16):
out.append(np.frombuffer("{:016b}".format(i).encode('utf8')).view(np.uint8).reshape(4,4)-48)
如果你愿意的话，显然你可以把它变成一个列表理解。
它利用了 Python 字符串格式，能够生成整数的二进制表示。格式字符串指示它使用左侧用零填充的 16 个位置。然后对该字符串进行编码以提供一个字节对象，numpy 可以将其解释为数组。
最后，我们减去字符“0”的代码以获得正确的 0。幸运的是，“1”正好位于“0”的上方，所以这就是我们需要做的所有事情。
【讨论】：
首先，我将迭代从 0 到 (2^16)-1 的所有数字。然后我将为每个数字创建一个 16 字符的二进制字符串，从而涵盖所有可能的组合
之后，我将字符串转换为列表，并使用列表理解和切片从中创建了一个二维列表。
all_combinations = []
for i in xrange(pow(2,16))
binary = '{0:016b}'.format(i) ## Converted number to binary string
binary = map(int,list(binary)) ## String to list ## list(map(int,list(binary))) in py 3
template = [binary[i:i+4] for i in xrange(0, len(binary), 4)] #created 2d list
all_combinations.append(template)
【讨论】：