如何在多维数组中找到负元素？正确使用 .any() .all()

Question

我有一个带有负 double 元素的 numpy 数组 arr。它的形状为(1000,1000)。由于元素很复杂，我们使用arr.real 仅评估实部。

我第一次尝试

for i in arr.real:
    if i < 0:
        print(i)

这给出了以下 ValueError：

ValueError: The truth value of an array with more than one element is ambiguous. Use a.any() or a.all()

但是，如果我尝试

for i in arr.real:
    if i.any() < 0:
        print(i)

或

for i in arr.real:
    if i.all() < 0:
        print(i)

没有输出。即使确实存在负值，也不会打印任何内容。

我该如何纠正这个问题？我有什么误解？

编辑：

for i in arr.real:
    print(i[i<0])

确实有效。但是，如何搜索两个条件？例如，

i < 0 and i > -1e-12

Answer 1

由于arr 是二维的，因此迭代会为您提供行，而不是元素。

制作一个样本数组：

In [347]: arr=np.arange(16).reshape(4,4)-10
In [348]: arr
Out[348]: 
array([[-10,  -9,  -8,  -7],
       [ -6,  -5,  -4,  -3],
       [ -2,  -1,   0,   1],
       [  2,   3,   4,   5]])

迭代一些打印：

In [350]: for i in arr:
   print(i)
   print(i<0)
   print((i<0).any())
   .....: 

结果：

[-10  -9  -8  -7]
[ True  True  True  True]
True
[-6 -5 -4 -3]
[ True  True  True  True]
True
[-2 -1  0  1]
[ True  True False False]
True
[2 3 4 5]
[False False False False]
False

当您尝试在 if 语句中使用该布尔数组 np.array([True, True, False, False]) 时，ValueError 结果。将 all 或 any 应用于数组会将其减少为一个标量 True/False 值，这适用于 if 语句。

您可以将negative 测试应用于整个数组，并将all/any 应用于行（或列） - 无需迭代：

In [351]: arr<0
Out[351]: 
array([[ True,  True,  True,  True],
       [ True,  True,  True,  True],
       [ True,  True, False, False],
       [False, False, False, False]], dtype=bool)
In [352]: (arr<0).any(axis=1)
Out[352]: array([ True,  True,  True, False], dtype=bool)
In [353]: (arr<0).all(axis=1)
Out[353]: array([ True,  True, False, False], dtype=bool)

要获取数组中的非负值，您可以使用此布尔掩码（或其负数）：

In [354]: arr[arr>=0]
Out[354]: array([0, 1, 2, 3, 4, 5])

因为每行中有不同数量的有效值，它不能给你一个二维数组。

但是您可以返回迭代以获取每行的值列表。这里我使用列表推导来进行迭代。

In [355]: [a[a>=0] for a in arr]
Out[355]: 
[array([], dtype=int32),
 array([], dtype=int32),
 array([0, 1]),
 array([2, 3, 4, 5])]

Answer 2

你尝试过 lambda 表达式吗？

for k in arr:
     print filter(lambda x: x < 0, k)

如果你的“数组”是一个带有元组键的字典，你可以像这样使用 lambda：

d = {(0,0):-3,(0,1):3,(0,2):-3.7,(0,3):0,
(1,0):30,(1,1):-12,(1,2):-0.1,(1,3):2.5,}

keys = filter(lambda x: d[x] < 0, [k for k in d])

print [d[keys[n]] for n in range(0,len(keys))]

也许真正回答你的问题，这会有所帮助，

import itertools as it
aK = it.product(range(0,len(arr)),range(0,len(arr)))

negKeys = filter(lambda x: arr[x[0]][x[1]] < 0, [k for k in ak])
negVals = [arr[k[0]][k[1]] for k in negKeys]

Answer 3

似乎一种方法是：

for row in arr.real:
    for i in row:
        if (i<0 and i<-1e-10):
            print(i)