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在numpy中使用wrap的索引的最佳方法

matrix numpy arrays python

user1179317 · 技术社区 · 6 年前

假设我在下面有一个二维数组:

 [[ 0 0 0 0 0 0 ]
  [ 0 0 0 0 0 0 ]
  [ 0 0 0 0 0 0 ]
  [ 0 0 0 0 0 2 ]
  [ 0 1 0 0 0 0 ]
  [ 0 0 0 0 0 0 ]]

我想知道从'1'(索引4,1)到'2'(索引3,5)的方向。假设方向只有上,下,左,右。因此没有对角线运动。

一种获得方向的方法:

"right" if destination.x > start.x else "left" if target.x < start.x else None

"down" if destination.y > start.y else "up" if destination.y < start.y else None

所以在这个例子中,我们可以通过“向上”或“向右”进入“2”或目的地。当然,这只是一个步骤,一旦你移动,可以执行相同的逻辑,以更接近目的地。

这个逻辑的问题是它没有考虑包装。按照这个逻辑,到达目的地需要5个步骤。有一个更短的方式,实际上走左边或向上,可以到达目的地,只需3步,因为包装。

正在考虑生成另一个数组,其中开始将是数组的中间,并执行相同的逻辑。问题是如果数组是偶数的(比如这是6x6,需要填充才能得到中间值。例如:

 [[ 0 0 0 0 0 0 0]
  [ 0 0 0 0 0 0 0]
  [ 0 2 0 0 0 0 0]
  [ 0 0 0 1 0 0 0]
  [ 0 0 0 0 0 0 0]
  [ 0 0 0 0 0 0 0]
  [ 0 0 0 0 0 0 0]]

这里的阵列现在是7x7。我相信没有这个额外的步骤有一个更简单的方法来得到答案,但是我想不起来。

3 回复 | 直到 6 年前

iGian 6 年前

你能考虑用这种方法吗?

import numpy as np

# build the array
a = np.zeros( (6,6), dtype=int )
a[4][1] = 1
a[3][5] = 2

# extract required informations
i,j = np.where(a == 1)
h,k =np.where(a == 2)

print (i-h) => [1]
print (j-k) => [-4]

Andreas K. 6 年前

在周期边界条件下,有一个很简单的计算距离的公式。下面我只考虑x轴上的周期性b.c.:

import numpy as np

# periodic boundary condition for the x-axis only
def steps(start, dest, L_x):
    x_start = start[1]
    y_start = start[0]
    x_dest = dest[1]
    y_dest = dest[0]

    dx = x_dest - x_start
    if np.abs(dx) <= L_x/2:
        steps_x = x_dest - x_start
    else:
        if dx > 0:
            steps_x = (x_dest - L_x) - x_start
        else:
            steps_x = (x_dest + L_x) - x_start            

    steps_y = y_dest - y_start

    return steps_x, steps_y

例子:

grid = np.array([[0, 0, 0, 0, 0, 0 ],
                 [0, 0, 0, 0, 0, 0 ],
                 [0, 0, 0, 0, 0, 0 ],
                 [0, 0, 0, 0, 0, 2 ],
                 [0, 1, 0, 0, 0, 0 ],
                 [0, 0, 0, 0, 0, 0 ]])

L_x = grid.shape[1]    
start = (4, 1)  # (y, x) or (i, j)
dest = (3, 5)

steps_x, steps_y = steps(start, dest, grid)
dir_x = 'left' if steps_x < 0 else 'right'
dir_y = 'up' if steps_y < 0 else 'down'
print(abs(steps_x), dir_x, ',', abs(steps_y), dir_y)

Out: 2 left , 1 up

B. M. 6 年前

我尝试另一种方法:

在水平长度轴上 size ,从 a 到 b 让 delta = ((b-a)%size*2-1)//size 。

如果 delta=-1 , a=b :你不动。
如果 delta=0 :你必须向右走。
如果 delta=1 :你必须向左走。

所以这段代码似乎有效

size=10
vertical=['down','up',None]
horizontal=['right','left',None]

def side(a,b):
    return ((b-a)%size*2-1)//size

def step(M1,M2):
    x1,y1=M1
    x2,y2=M2
    return (vertical[side(x1,x2)],horizontal[side(y1,y2)])

例如:

In [6]: step((2,1),(2,8))
Out[6]: (None, 'left')