如何将 numpy 向量转换为矩阵，其中矩阵中的每一列都包含初始向量中各个元素周围的范围？

Question

假设我有一个 numpy 向量数组：

array([1, 2, 3])

我想将此向量转换为一个矩阵，其中每列在初始向量中的相应元素周围取 +/- 2 的范围，这样我的输出矩阵是：

array([[-1,  0,  1],
       [ 0,  1,  2],
       [ 1,  2,  3],
       [ 2,  3,  4],
       [ 3,  4,  5]])

最好的（最好是矢量化的）方法是什么？

Answer 1

您可以使用以下单线：

result = a + np.array([-1, 0, 1])[:, np.newaxis]

（我认为，一个更优雅的解决方案）。

结果是：

array([[0, 1, 2],
       [1, 2, 3],
       [2, 3, 4]])

编辑

如果范围取决于某个参数，比如 rng，你可以这样做：

rng = 2   # From x-2 to x+2
result = a + np.arange(-rng, rng + 1)[:, np.newaxis]

得到：

array([[-1,  0,  1],
       [ 0,  1,  2],
       [ 1,  2,  3],
       [ 2,  3,  4],
       [ 3,  4,  5]])