根据网格将索引向左移动

Question

假设我有一个包含允许和禁止区域的网格。

import numpy as np
forbidden = np.array([False, False, False, False, False, False,  True,  True,  True,
        True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
        True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
        True,  True,  True, False, False, False, False, False, False,
       False, False,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
        True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
        True,  True,  True,  True,  True,  True, False, False, False,
       False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
        True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
       False, False, False, False, False, False, False, False, False,
       False, False, False, False, False, False,  True,  True,  True,
        True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
        True,  True,  True, False, False, False, False, False, False,
       False, False, False, False, False, False, False, False, False,
       False, False,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
        True,  True,  True,  True,  True,  False])

现在，我在 (0, 149) 之间有一堆网格点。如果他们似乎在禁区，我想“将他们移到左边”直到他们离开禁区。

例如，

idx = 13
forbidden[idx]  # is True, hence we want to move to the left
forbidden[5] # is False, and it is the "first index" where this is such

同时，

idx = 5
forbidden[idx] = # is False, so this index stays the way it is

因此，getCorrectIndex(13) == getCorrectIndex(5) == 5。

一种低效的编码方式：

def getCorrectIndex(idx, forbidden):
    # this trusts that the forbidden[0] == False, which is Okay
    for remove in range(0, idx):
        if not forbidden[idx - remove]:
            return idx - remove

对索引数组执行此操作的矢量化方法是最佳的，但如果没有那个愚蠢的循环，我什至无法想出正确的方法...我会很感激这里的任何指针！

Answer 1

这是一种方法。不过，不确定您是否会比您的解决方案更喜欢它。

第一步，获取所有False节点的索引：

b = np.where(forbidden == False)[0]

这将返回

array([  0,   1,   2,   3,   4,   5,  30,  31,  32,  33,  34,  35,  36,
    37,  60,  61,  62,  63,  64,  65,  66,  67,  68,  69,  70,  71,
    90,  91,  92,  93,  94,  95,  96,  97,  98,  99, 100, 101, 102,
   103, 104, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130,
   131, 132, 133, 134, 135, 136], dtype=int64)

之后，在该列表的切片部分再次使用where 和amax，以获得低于当前索引的最高索引。然后使用b 上的索引来获得forbidden 数组上的最高False 索引。

>>> index = 15
>>> first_left_false = b[np.amax(np.where(b<index))]
>>> first_left_false
5

函数可能如下所示：

def getCorrectIndex(index, forbidden):
    if forbidden[index] == False:
         return index
    b = np.where(forbidden == False)[0]
    res = b[np.amax(np.where(b<index))]
    return res

或者，如果您想预先计算 b 数组，您可以稍微缩短它：

def getCorrectIndex(index, b, forbidden):
     if forbidden[index] == False:
         return index
     else:
         return b[np.amax(np.where(b<index))]

Answer 2

您可以使用np.maximum.accumulate 将布尔数组转换为最近允许的索引，然后只需查找idx-th 元素

首先创建一个索引数组，将禁止位置设置为0。accumulate返回函数的滚动应用，在这种情况下maximum，maximum与max的不同之处在于它应用于两个数组，返回按元素的最大数组。

lookup = np.arange(len(forbidden))
lookup[forbidden] = 0
lookup = np.maximum.accumulate(lookup)

lookup[13]
# 5
lookup[5]
# 5
lookup[149]
# 136

---

改为右移

将禁止位置设置为大于或等于数组长度的任何值，并在反向查找数组上使用np.minimum.accumulate。这与上面的左移方法基本相同。

lookup[forbidden] = len(forbidden)
lookup = np.minimum.accumulate(lookup[::-1])[::-1]

lookup[136]
# 136
lookup[137]
# 150