具有 dtype 浮点数的 Numpy n 元组数组答案

【问题标题】：Numpy n-tuple array with dtype float具有 dtype 浮点数的 Numpy n 元组数组
【发布时间】：2018-01-23 12:53:40
【问题描述】：

我需要一个表达式来授予我一个 8 元组 float 数组。目前，我通过以下方式获得 8 元组数组：

E = np.zeros((n,m), dtype='8i') #8-tuple

但是，当我通过以下方式附加索引 i,j 时：

E[i,j][0] = 1000.2 #etc.

我得到一个 dtype int 的元组数组：

[1000   0   0   0   0   0   0   0]

看来我需要在我的zeros 命令中使用dtype 来设置n 元组和float 值。有谁知道这是怎么做到的？

【问题讨论】：

我错过了什么吗？为什么不直接做E = np.zeros((n, m, 8), dtype=float)？
@FHTMitchell 实际上在我的窗口中产生了更清晰的输出！数据看起来一样；有什么区别吗？
我不这么认为，但我从来没有像你那样使用它。你在哪里找到dtype='8i' 语法？我在 numpy 文档中找不到它，我怀疑这是遗留问题。
E.shape 和 E.dtype 是什么？它是 3d 数组，还是具有复合 dtype 的 2d？
在 Python 中，元组标记为 ()，而不是 []。 numpy 使用类似列表的符号，除非显示 structured 数组的元素。您想要 3d 数组还是 2d 结构化数组？

标签： python arrays numpy floating-point tuples

【解决方案1】：

如果数组是整数dtype，则分配的值将被截断：

In [169]: x=np.array([0,1,2])
In [170]: x
Out[170]: array([0, 1, 2])
In [173]: x[0] = 1.234
In [174]: x
Out[174]: array([1, 1, 2])

数组必须有一个浮点数据类型来保存浮点值。

只需将i（整数）更改为f（浮点数）即可生成一个浮点数组：

In [166]: E = np.zeros((2,3), dtype='8f')
In [167]: E.shape
Out[167]: (2, 3, 8)
In [168]: E.dtype
Out[168]: dtype('float32')

这种 '8f' dtype 并不常见。该字符串实际上转换为：

In [175]: np.dtype('8f')
Out[175]: dtype(('<f4', (8,)))

但在np.zeros 中使用时，8 被视为维度。通常我们指定形状中的所有尺寸，如@FHTMitchell 所述：

In [176]: E1 = np.zeros((2,3,8), dtype=np.float32)
In [177]: E1.shape
Out[177]: (2, 3, 8)
In [178]: E1.dtype
Out[178]: dtype('float32')

您对“n-tuple”的使用不清楚。虽然shape 是一个元组，但数值数组不使用元组表示法。这是为结构化数组保留的。

In [180]: np.zeros((3,), dtype='f,f,f,f')
Out[180]: 
array([(0., 0., 0., 0.), (0., 0., 0., 0.), (0., 0., 0., 0.)],
      dtype=[('f0', '<f4'), ('f1', '<f4'), ('f2', '<f4'), ('f3', '<f4')])
In [181]: _.shape
Out[181]: (3,)

这是一个包含 3 个元素的一维数组。 dtype 显示 4 个字段。每个元素或记录都显示为一个元组。

但是字段是按名称而不是数字索引的：

In [182]: Out[180]['f1']
Out[182]: array([0., 0., 0.], dtype=float32)

也可以在字段中放置“数组”：

In [183]: np.zeros((3,), dtype=[('f0','f',(4,))])
Out[183]: 
array([([0., 0., 0., 0.],), ([0., 0., 0., 0.],), ([0., 0., 0., 0.],)],
      dtype=[('f0', '<f4', (4,))])
In [184]: _['f0']
Out[184]: 
array([[0., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 0.]], dtype=float32)

最初我认为8f 符号会产生这种数组。但显然我必须使用带有字段名称的完整符号，或者制作一个逗号分隔的字符串：

In [185]: np.zeros((3,), dtype='4f,i')
Out[185]: 
array([([0., 0., 0., 0.], 0), ([0., 0., 0., 0.], 0),
       ([0., 0., 0., 0.], 0)], dtype=[('f0', '<f4', (4,)), ('f1', '<i4')])

dtype 表示法可能会造成混淆，https://docs.scipy.org/doc/numpy-1.13.0/reference/arrays.dtypes.html

除非您有意尝试创建结构化数组，否则最好远离“8f”表示法。

In [189]: np.array([0,1,2,3],dtype='4i')
TypeError: object of type 'int' has no len()

In [190]: np.array([[0,1,2,3]],dtype='4i')
TypeError: object of type 'int' has no len()

In [191]: np.array([(0,1,2,3)],dtype='4i')     # requires [(...)]
Out[191]: array([[0, 1, 2, 3]], dtype=int32)

没有4，我可以简单地写：

In [193]: np.array([[0,1,2,3]], dtype='i')
Out[193]: array([[0, 1, 2, 3]], dtype=int32)
In [194]: np.array([0,1,2,3], dtype='i')
Out[194]: array([0, 1, 2, 3], dtype=int32)
In [195]: np.array([[0,1,2,3]])
Out[195]: array([[0, 1, 2, 3]])

【讨论】：

哇，这里的描述很棒。非常感谢@hpaulj

【解决方案2】：

E = np.zeros((n,m), dtype='8f')

【讨论】：

【解决方案3】：

试试：

E = np.zeros((n,m), dtype='8f') #8-tuple

【讨论】：

考虑为您的代码添加解释，以及为什么它比 OP 的代码更好/不同。如果可能，也显示输出。