Python使列表中的每个矩阵大小相同答案

【问题标题】：Python make each matrix in a list to same sizePython使列表中的每个矩阵大小相同
【发布时间】：2020-11-03 02:00:16
【问题描述】：

假设具有不同行数的多个矩阵。它们包含在一个列表中。如何填充较小矩阵的行，使它们具有与最大矩阵相同的大小？

list_of_matrices = []
list_of_matrices.append(np.array([[3,3],[4,4]]))
list_of_matrices.append(np.array([[1,1,3],[2,2,5]]))
list_of_matrices.append(np.array([[1,1,3,7],[2,2,5,9]]))

从 list_of_matrices 我想创建一个 3D numpy 数组，例如形状为 3x4x2，其中缺失值（因为第一个到 2D 矩阵太小）填充了一个标量值（更具体地说，是每个矩阵围绕轴 1 的平均值）。我想以高效的方式做到这一点（没有 for 循环）。

【问题讨论】：

您的数组大小不平衡，这意味着您无法连接它们，或者您应该连接至少用零填充的数组。如果每个项目有不同的形状，也需要某种循环。
如何用某些值填充这个列表，使它们都具有相同的形状？我不反对某种循环（如果它是高效的，例如 numpy 函数），我只想避免 for-loops

标签： python numpy

【解决方案1】：

我尝试了各种方法并得出结论，这应该是可读且非常有效的：

z = np.zeros((3, 2, 4), dtype=int)
for i, n in enumerate(list_of_matrices):
    z[i, :n.shape[0], :n.shape[1]] = n

在尝试找到除循环之外的任何其他方法时，我得出结论，list_of_matrices 的每个列表都有不平衡数量的单元分配给z，因此即使是最聪明的方法也需要将这些组串联起来，这很慢在numpy.

这是一个连接索引组的例子：

a = [0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]
b = [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1]
c = [0, 1, 0, 1, 0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3]
z[a, b, c] = np.concatenate([n.ravel() for n in list_of_matrices])

它还需要np.concatenate 和列表理解，因此这里也失去了效率。但是如果你真的需要进一步优化它，你可以尝试像这样替换连接：

# Use list of lists instead because arrays are slow while iterating 
list_of_matrices = [[[3,3],[4,4]], [[1,1,3],[2,2,5]], [[1,1,3,7],[2,2,5,9]]]
from itertools import chain
concatenation = list(chain(*list(chain(*list_of_matrices))))

并应用np.repeat + repetition of specific blocks的技巧创建上述索引序列a、b、c

【讨论】：