Vectorized NumPy linspace用于多个启动和停止值

Question

我需要创建一个2D数组,其中每一行可以以不同的数字开头和结尾.假设每行的第一个和最后一个元素被给出,所有其他元素只是根据行的长度进行插值在一个简单的例子中,假设我想创建一个3X3数组,其相同的开始位于0但不同的结尾由W给出:

array([[ 0.,  1.,  2.],
       [ 0.,  2.,  4.],
       [ 0.,  3.,  6.]])

有没有比以下更好的方法:

D=np.ones((3,3))*np.arange(0,3)
D=D/D[:,-1] 
W=np.array([2,4,6]) # last element of each row assumed given
Res= (D.T*W).T  

Answer 1

这是一种使用方法broadcasting-

def create_ranges(start, stop, N, endpoint=True):
    if endpoint==1:
        divisor = N-1
    else:
        divisor = N
    steps = (1.0/divisor) * (stop - start)
    return steps[:,None]*np.arange(N) + start[:,None]

样品运行 -

In [22]: # Setup start, stop for each row and no. of elems in each row
    ...: start = np.array([1,4,2])
    ...: stop  = np.array([6,7,6])
    ...: N = 5
    ...: 

In [23]: create_ranges(start, stop, 5)
Out[23]: 
array([[ 1.  ,  2.25,  3.5 ,  4.75,  6.  ],
       [ 4.  ,  4.75,  5.5 ,  6.25,  7.  ],
       [ 2.  ,  3.  ,  4.  ,  5.  ,  6.  ]])

In [24]: create_ranges(start, stop, 5, endpoint=False)
Out[24]: 
array([[ 1. ,  2. ,  3. ,  4. ,  5. ],
       [ 4. ,  4.6,  5.2,  5.8,  6.4],
       [ 2. ,  2.8,  3.6,  4.4,  5.2]])

让我们利用多核!

我们可以利用multi-core与numexpr模块的大数据,并获得存储效率,从而表现-

import numexpr as ne

def create_ranges_numexpr(start, stop, N, endpoint=True):
    if endpoint==1:
        divisor = N-1
    else:
        divisor = N
    s0 = start[:,None]
    s1 = stop[:,None]
    r = np.arange(N)
    return ne.evaluate('((1.0/divisor) * (s1 - s0))*r + s0')

Answer 2

NumPy >= 1.16.0：

现在可以向start和 的stop参数提供类似数组的值np.linspace。

对于问题中给出的示例，语法为：

>>> np.linspace((0, 0, 0), (2, 4, 6), 3, axis=1)
array([[0., 1., 2.],
       [0., 2., 4.],
       [0., 3., 6.]])

新axis参数指定生成数据的方向。默认情况下它是0：

>>> np.linspace((0, 0, 0), (2, 4, 6), 3)
array([[0., 0., 0.],
       [1., 2., 3.],
       [2., 4., 6.]])