如何在 python 中获得一组交替值？答案

【问题标题】：How can I get an array of alternating values in python?如何在 python 中获得一组交替值？
【发布时间】：2011-08-22 23:22:55
【问题描述】：

这里有一个简单的问题：

我正在尝试获取一个在给定长度下交替值（1、-1、1、-1.....）的数组。 np.repeat 只给了我 (1, 1, 1, 1,-1, -1,-1, -1)。想法？

【问题讨论】：

步幅或视图怎么样？有可能吗？

标签： python numpy

【解决方案1】：

我喜欢@Benjamin 的解决方案。不过，另一种选择是：

import numpy as np
a = np.empty((15,))
a[::2] = 1
a[1::2] = -1

这也允许奇数长度的列表。

编辑：还只是为了注意速度，对于 10000 个元素的数组

import numpy as np
from timeit import Timer

if __name__ == '__main__':

    setupstr="""
import numpy as np
N = 10000
"""

    method1="""
a = np.empty((N,),int)
a[::2] = 1
a[1::2] = -1
"""

    method2="""
a = np.tile([1,-1],N)
"""

    method3="""
a = np.array([1,-1]*N)   
"""

    method4="""
a = np.array(list(itertools.islice(itertools.cycle((1,-1)), N)))    
"""
    nl = 1000
    t1 = Timer(method1, setupstr).timeit(nl)
    t2 = Timer(method2, setupstr).timeit(nl)
    t3 = Timer(method3, setupstr).timeit(nl)
    t4 = Timer(method4, setupstr).timeit(nl)

    print 'method1', t1
    print 'method2', t2
    print 'method3', t3
    print 'method4', t4

导致以下时间：

method1 0.0130500793457
method2 0.114426136017
method3 4.30518102646
method4 2.84446692467

如果N = 100，事情开始变得平衡，但从空的numpy数组开始仍然明显更快（nl更改为10000）

method1 0.05735206604
method2 0.323992013931
method3 0.556654930115
method4 0.46702003479

Numpy 数组是特别棒的对象，不应像 python 列表那样对待。

【讨论】：

+1：这相当快，很可能是使用 numpy 的最佳方式。
你也可以使用 a = np.ones(15) 而不是 empty 和 =1。
@DSM 这是另一种可能性，但在我的测试中，它仍然比我发布的解决方案慢一点（但仍然比其他所有方法都快）。我不久前发现了这个填充技巧，但仍然不确定为什么它通常比更直接/直观的解决方案更快。我是timeit 的忠实粉丝，因为它是一个客观的仲裁者。
@JoshAdel：是的timeit 在某种意义上是客观的，但请记住，python 通常是为了简单和可读性而编写的，而不仅仅是为了速度！特别是如果您没有真正的理由来优化 CPU 时间或内存，我会说坚持使用更常见、更易读的解决方案，例如列表理解或cycle：您和其他人将来可能会喜欢它。
@JoshAdel：那我就听你的了，因为我不是 numpy 专家，但据记录，困扰我的是 define/iterslice/reiterslice 组合，而不是 numpy功能。我认为numpy.ones() 会更好，因为您只需对数组进行一次切片，这更易读，因为它只有两个语句并且您直截了当。我同意您的解决方案非常易读且聪明，这就是为什么它得到了我的支持，但这并不意味着它是完美的！ :)

【解决方案2】：

使用调整大小（）：

In [38]: np.resize([1,-1], 10) # 10 is the length of result array
Out[38]: array([ 1, -1,  1, -1,  1, -1,  1, -1,  1, -1])

它可以产生奇数长度的数组：

In [39]: np.resize([1,-1], 11)
Out[39]: array([ 1, -1,  1, -1,  1, -1,  1, -1,  1, -1,  1])

【讨论】：

【解决方案3】：

使用numpy.tile！

import numpy
a = numpy.tile([1,-1], 15)

【讨论】：

不允许奇数长度的列表
大声笑不是我的！有人生气了还是怎么了？

【解决方案4】：

如果你想要一个内存效率高的解决方案，试试这个：

def alternator(n):
    for i in xrange(n):
        if i % 2 == 0:
            yield 1
        else:
            yield -1

然后你可以像这样迭代答案：

for i in alternator(n):
    # do something with i

【讨论】：

我不是反对者，但我想这是因为重新实现 itertools.islice(itertools.cycle((1,-1)), n) 没有意义。
+1 好吧，你得到了我的支持，因为它既新颖又高效！在库中看到某些东西的原始实现总是很高兴，这样您就可以看到它的内部工作原理。可能会更笼统一些，但是嗯。也很好地结合了奇数长度。绝对不值得投反对票。
agf，这是另一种方式。我的实现并不过分冗长、过于简洁或浪费，并且向 OP 展示了如何以不同的方式做事。这并不愚蠢。机器向往：谢谢

【解决方案5】：

使用乘法：

[1,-1] * n

【讨论】：

或者*(int)(n/2)如果你想让n成为列表的长度。
不允许奇数长度的列表

【解决方案6】：

也许您正在寻找 itertools.cycle？

list_ = (1,-1,2,-2)  # ,3,-3, ...

for n, item in enumerate(itertools.cycle(list_)):
    if n==30:
        break

    print item

【讨论】：

【解决方案7】：

我将把它们扔掉，因为它们在某些情况下可能更有用。

如果你只是想在正负之间交替：

[(-1)**i for i in range(n)]

或更通用的解决方案

nums = [1, -1, 2]
[nums[i % len(nums)] for i in range(n)]

【讨论】：