将第 N 维中的项目拆分和交换到第 N+1 维答案

【问题标题】：Split and Swap Items in Nth Dimension to Nth+1 Dimension将第 N 维中的项目拆分和交换到第 N+1 维
【发布时间】：2019-10-05 20:29:09
【问题描述】：

假设我有一个这样的 numpy 数组：

[[[ 1,  2,  3,  4],
  [ 5,  6,  7,  8],
  [ 9, 10, 11, 12],
  [13, 14, 15, 16]]]

尺寸为 (1, 4, 4)

我想把它转换成：

[[[[ 1,  3], [ 2,  4]],
  [[ 5,  7], [ 6,  8]],
  [[ 9, 11], [10, 12]],
  [[13, 15], [14, 16]]]]

尺寸为 (1, 4, 2, 2)。

numpy 中有什么函数可以用来修改数组吗？

array.reshape() 很接近，但不完全是因为它不能交换项目。

我想避免直接使用 python，因为这段代码用于格式化神经网络输入的一些数据，并且 python 的速度（考虑到实际数组的大小）可能是一个瓶颈。

【问题讨论】：

标签： python numpy numpy-ndarray

【解决方案1】：

你很接近。然后你唯一需要做的就是交换第三和第四轴：

>>> np.swapaxes(a.reshape(1,4,2,2), 2,3)
array([[[[ 1,  3],
         [ 2,  4]],

        [[ 5,  7],
         [ 6,  8]],

        [[ 9, 11],
         [10, 12]],

        [[13, 15],
         [14, 16]]]])

【讨论】：

虽然这个答案直接解决了我的问题，但 Divakar 的答案更通用，可能对阅读这个问题的人更有用。

【解决方案2】：

拆分最后一个轴，然后置换轴 -

In [41]: a
Out[41]: 
array([[[ 1,  2,  3,  4],
        [ 5,  6,  7,  8],
        [ 9, 10, 11, 12],
        [13, 14, 15, 16]]])

In [42]: a.reshape(-1,2,2).swapaxes(1,2)
Out[42]: 
array([[[ 1,  3],
        [ 2,  4]],

       [[ 5,  7],
        [ 6,  8]],

       [[ 9, 11],
        [10, 12]],

       [[13, 15],
        [14, 16]]])

如果您需要最终输出形状为(1,4,2,2)，请在前面添加一个带有None/np.newaxis 的新轴 -

In [43]: a.reshape(-1,2,2).swapaxes(1,2)[None]
Out[43]: 
array([[[[ 1,  3],
         [ 2,  4]],

        [[ 5,  7],
         [ 6,  8]],

        [[ 9, 11],
         [10, 12]],

        [[13, 15],
         [14, 16]]]])

In [44]: _.shape
Out[44]: (1, 4, 2, 2)

对于每个列表的元素数量已知的一般情况，比如n，它将是 -

a.reshape(-1,n,a.shape[-1]//n).swapaxes(1,2)[None]

More info onnd-arraystransformation.

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以要求 reshape 使用 FORTRAN 命令：

a = np.arange(1,17).reshape(1,4,4)

a.reshape(*a.shape[:-1],2,2,order="F")
# array([[[[ 1,  3],
#          [ 2,  4]],
# 
#         [[ 5,  7],
#          [ 6,  8]],
# 
#         [[ 9, 11],
#          [10, 12]],
# 
#         [[13, 15],
#          [14, 16]]]])

【讨论】：