在 python numpy 矩阵中迭代 - 添加和减去单元格元素出错答案

【问题标题】：Iterating in a python numpy matrix - adding and subtracting to cell elements gone wrong在 python numpy 矩阵中迭代 - 添加和减去单元格元素出错
【发布时间】：2022-01-17 12:38:02
【问题描述】：

输入是一个numpy矩阵，过程是在矩阵中找到所有大于3的条目。当程序找到一个值为 4 或更高的条目时，程序必须从该矩阵位置中减去 4 并将该 4 分配 - 一个到上面的单元格，一个到下面的单元格，一个到左边的单元格，一个到右边的单元格。

输入为 [ [3,3,3], [3,4,3], [3,3,3] ]，我期望输出为 [ [3,4,3], [4,0 ,4], [3,4,3] ]。

相反，我得到 [ [3,4,4], [4,2,1], [4,1,1] ]

需要取出输入矩阵中间的4，重新分配给矩阵的相邻单元格元素；一个在上面，一个在下面，一个在左边，一个在右边。这不会发生。我无法理解它。任何人，请。

我添加了一些约束 - 因此，如果矩阵中的条目在矩阵边界附近确实有 4 或更大的条目 - 这将确保您仅向矩阵中的现有条目添加一个。

import numpy as np

dimension = 3
abba = np.matrix( [ [3,3,3], [3,4,3], [3,3,3] ] )


# implement the rules


def sandpile(field):

    for x in range(dimension):
        for y in range (dimension):

            if field[x,y] > 3:
                field[x,y] = field[x,y] - 4

            if x+1 < dimension:
                field[x+1,y] = field[x+1,y] + 1

            if x-1 >= 0:
                field[x-1,y] = field[x-1,y] + 1

            if y-1 >= 0:
                field[x,y-1] = field[x,y-1] + 1


            if y+1 < dimension:
                field[x,y+1] = field[x,y+1] + 1

    return (field) 


print(abba)
abba = sandpile(abba)
print(abba)

【问题讨论】：

因为您在迭代输入矩阵时正在改变它。您应该在迭代之前制作一个单独的输出矩阵，作为输入矩阵的副本，并在使用输入矩阵进行 if 测试时对其进行更改。
另外，由于只有在输入元素大于 3 时才会发生与 1 的加法，因此您应该缩进最后四个 if 语句：它们应该是第一个 if 语句的一部分。目前，无论输入单元格是否大于 3，它们都会发生（如果它们的条件为真）。
你是对的 - 我现在明白了......谢谢

标签： python numpy matrix iteration

【解决方案1】：

这是一个使用np.where 并假设周期性边界的实现。如果您希望添加从矩阵中“泄漏”出来，则必须相应地过滤掉右、左、上、下条件。

import numpy as np
dimx, dimy = 3, 3
a = np.random.randint(0, 5, (dimx, dimy))
greater3 = np.where(a > 3)
print(a)
left = (greater3[0], greater3[1]-1)
right = (greater3[0], (greater3[1]-1) % dimy)
top = (greater3[0] - 1, greater3[1])
bottom = ((greater3[1]-1) % dimx, greater3[1])

a[greater3] -= 4
a[left] += 1
a[right] += 1
a[top] += 1
a[bottom] += 1

print(a)

【讨论】：

【解决方案2】：

对现有代码稍作改动的方法之一：

import numpy as np

dimension = 3
abba = np.array( [ [3,3,3], [3,4,3], [3,3,3] ] )
done = False
for i in range(dimension):
    for j in range(dimension):
        if (abba[i][j]) >= 4:
            abba[i][j] -= 4
            if i>0:
                abba[i-1][j] += 1
            if i<dimension-1:
                abba[i+1][j] += 1
            if j>0:
                abba[i][j-1] += 1
            if j<dimension-1:
                abba[i][j+1] += 1
            done = True
            break
    if done:
        break
            
print (abba)

输出：

[[3 4 3]
 [4 0 4]
 [3 4 3]]

【讨论】：

谢谢 - 非常感谢！