2d数组中8个邻居的总和

Question

我需要找到一个单元格中所有相邻元素的总和,比如说getsumofneighbors(matrix, i, j):

'M*N matrix'
[[0 1 0]
 [2 0 1]
 [0 4 0]
 [0 0 0]]

最近元素的总和[0][0]是3

在[1][0]5点

在[1][1]8点

是否有一个python库来查找给定单元格旁边所有元素的总和？

Answer 1

如果您不介意对scipy的依赖,可以使用scipy.ndimage.convolve如下:

In [475]: a
Out[475]: 
array([[0, 1, 0],
       [2, 0, 1],
       [0, 4, 0],
       [0, 0, 0]])

In [476]: kernel
Out[476]: 
array([[1, 1, 1],
       [1, 0, 1],
       [1, 1, 1]])

In [477]: from scipy.ndimage import convolve

In [478]: c = convolve(a, kernel, mode='constant')

In [479]: c
Out[479]: 
array([[3, 3, 2],
       [5, 8, 5],
       [6, 3, 5],
       [4, 4, 4]])

Answer 2

您可以使用切片 和np.sum来计算特定区域的总和：

def getsumofneighbors(matrix, i, j):
    region = matrix[max(0, i-1) : i+2,
                    max(0, j-1) : j+2]
    return np.sum(region) - matrix[i, j] # Sum the region and subtract center

请注意，max存在 是因为负起始索引会触发不同的切片。

Answer 3

解决方案

def sum_neighbors(A, i, j):
    rows, columns = A.shape
    r0, r1 = max(0, i-1), min(rows-1, i+1)
    c0, c1 = max(0, j-1), min(columns-1, j+1)
    rs = list({r0, i, r1})
    cs = [[c] for c in list({c0, j, c1})]

    return A[rs, cs].sum() - A[i, j]

解释

A前后按行切片，前后i按列切片j。求和并减去 , 处的单元格i。j所有其他代码都是为了处理边缘。

示范

import numpy as np

mxn = np.array([[0, 1, 0],
                [2, 0, 1],
                [0, 4, 0],
                [0, 0, 0]])

for i, j in [(0, 0), (1, 0), (1, 1)]:
    s = "sum of neigbors for i={} and j={} is {}"
    print s.format(i, j, sum_neighbors(mxn, i, j))

sum of neigbors for i=0 and j=0 is 3
sum of neigbors for i=1 and j=0 is 5
sum of neigbors for i=1 and j=1 is 8