Python - 将numpy数组中的值移动到底部答案

【问题标题】：Python - Moving values in numpy array to bottomPython - 将numpy数组中的值移动到底部
【发布时间】：2022-01-16 06:03:54
【问题描述】：

我有一个如下所示的 numpy 数组：

大小可以通过改变'row_num'和'col_num'变量来改变

[[0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]]

在程序过程中，数组可能如下所示：

[[0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [2. 2. 2. 0. 2. 0. 0.]
 [1. 1. 1. 0. 1. 0. 0.]
 [2. 2. 2. 0. 2. 0. 0.]
 [1. 1. 2. 0. 2. 0. 0.]
 [2. 2. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [1. 1. 0. 0. 0. 1. 0.]]

我正在尝试创建一个将数字向下移动的功能，例如重力。因此，一旦函数运行，数组将如下所示：

[[0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [2. 2. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [1. 1. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [2. 2. 2. 0. 2. 0. 0.]
 [1. 1. 1. 0. 1. 0. 0.]
 [2. 2. 2. 0. 2. 0. 0.]
 [1. 1. 2. 0. 2. 1. 0.]]

目前，我的函数内的代码如下所示：

    for cols in range(col_num):
    for rows in range(row_num-1):

        if board[rows][cols] == 0 and board[rows+1][cols] == 1:
            board[rows+1][cols] = 0
            board[rows][cols] = 1
            print('move down 1')
        elif board[rows][cols] == 0 and board[rows+1][cols] == 2:
            board[rows+1][cols] = 0
            board[rows][cols] = 2
            print('move down 2')

打印语句正在工作，因此满足条件，但它不会更改数组

【问题讨论】：

标签： python arrays numpy

【解决方案1】：

实现所需输出的一种方法是使用 python 的内置 sort 方法。

In [2]: data
Out[2]:
array([[0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [2., 2., 2., 0., 2., 0., 0.],
       [1., 1., 1., 0., 1., 0., 0.],
       [2., 2., 2., 0., 2., 0., 0.],
       [1., 1., 2., 0., 2., 0., 0.],
       [2., 2., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [1., 1., 0., 0., 0., 1., 0.]])

In [3]: np.array([sorted(column, key=bool) for column in data.T]).T
Out[3]:
array([[0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [2., 2., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [1., 1., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [2., 2., 2., 0., 2., 0., 0.],
       [1., 1., 1., 0., 1., 0., 0.],
       [2., 2., 2., 0., 2., 0., 0.],
       [1., 1., 2., 0., 2., 1., 0.]])

这会将所有“零”之后的每个“非零”元素排序。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以采用这种方法：

import numpy as np
import pandas as pd

arr = np.array([[0., 0., 0., 0., 0., 0.,0.],
 [2.,2.,2.,0.,2.,0.,0.],
 [1.,1.,1.,0.,1.,0.,0.],
 [2.,2.,2.,0.,2.,0.,0.],
 [1.,1.,2.,0.,2.,0.,0.],
 [2.,2.,0.,0.,0.,0.,0.],
 [1.,1.,0.,0.,0.,1.,0.]])
 
arr_t = np.array(list(zip(*arr)))
print(np.array(list(zip(*[np.concatenate([line[line == 0], line[line =! 0]]) for line in arr_t]))))

输出

[[0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [2. 2. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [1. 1. 0. 0. 0. 0. 0.]
 [2. 2. 2. 0. 2. 0. 0.]
 [1. 1. 1. 0. 1. 0. 0.]
 [2. 2. 2. 0. 2. 0. 0.]
 [1. 1. 2. 0. 2. 1. 0.]]

您转置二维数组，为每一行构建一个数组，将 0 的数组连接到所有其他数字，最后重新转置它

【讨论】：

【解决方案3】：

我们可以使用argsort 来获取索引，以使数字与底部对齐的方式对给定数组进行排序，然后使用np.take_along_axis 使用索引对数组进行排序

i = (arr != 0).argsort(axis=0)
np.take_along_axis(arr, i, axis=0)

array([[0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [2., 2., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [1., 1., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [2., 2., 2., 0., 2., 0., 0.],
       [1., 1., 1., 0., 1., 0., 0.],
       [2., 2., 2., 0., 2., 0., 0.],
       [1., 1., 2., 0., 2., 1., 0.]])

【讨论】：