B07_NumPy 高级索引(整数数组索引,布尔索引,花式索引)

NumPy高级索引

NumPy 比一般的 Python 序列提供更多的索引方式。除了之前看到的用整数和切片的索引外,数组可以由整数数组索引、布尔索引及花式索引。

整数数组索引

以下实例获取数组中(0,0),(1,1)和(2,0)位置处的元素。
实例:

# -*- coding: UTF-8 -*-

import numpy as np

x = np.array([[1,2],[3,4],[5,6]])
# 第一个数组用于表示行的索引,第二个数组用于表示列的索引
y = x[[0,1,2],[0,1,0]]
print(y)

输出结果为:

[1 4 5]

以下实例获取了 4 * 3数组中的四个角的元素。行索引是[0,0]和[3,3],而列索引是[0,2]和[0,2]。
实例

import numpy as np

x = np.array([[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8], [9, 10, 11]])
print('我们的数组是:')
print(x)
print('\n')
rows = np.array([[0, 0], [3, 3]])
cols = np.array([[0, 2], [0, 2]])
y = x[rows, cols]
print('这个数组的四个角元素是:')
print(y)

输出结果为:

我们的数组是:
[[ 0  1  2]
 [ 3  4  5]
 [ 6  7  8]
 [ 9 10 11]]
这个数组的四个角元素是:
[[ 0  2]
 [ 9 11]]

返回的结果是包含每个角元素的 ndarray 对象。
可以借助切片 :或 … 与索引数组组合。如下面例子:
实例:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]])
b = a[1:3,1:3]
c = a[1:3,[1,2]]
d = a[...,1:]
print(b)
print(c)
print(d)

输出结果为:

[[5 6]
 [8 9]]
[[5 6]
 [8 9]]
[[2 3]
 [5 6]
 [8 9]]

布尔索引

我们可以通过一个布尔数组来索引目标数组。
布尔索引通过布尔运算(如:比较运算符)来获取指定条件的元素的数组。
以下实例获取大于5的元素:

import numpy as np

x = np.array([[  0,  1,  2],[  3,  4,  5],[  6,  7,  8],[  9,  10,  11]])
print('我们的数组是:')
print(x)
print('\n')
# 现在我们会打印出大于5的元素
print('大于5的元素是:')
print(x[x > 5])

输出结果为:

我们的数组是:
[[ 0  1  2]
 [ 3  4  5]
 [ 6  7  8]
 [ 9 10 11]]
大于5的元素是:
[ 6  7  8  9 10 11]

以下实例使用了 ~ (取补运算符)来过滤NaN.

实例

import numpy as np

a = np.array([np.nan,  1,2,np.nan,3,4,5])
print(a[~np.isnan(a)])

输出结果为:

[1. 2. 3. 4. 5.]

以下实例演示如何从数组中过滤掉非复数元素。

实例:

import numpy as np

a = np.array([1,  2+6j,  5,  3.5+5j])
# 取出复数的内容
print(a[np.iscomplex(a)])

输出如下:

[2. +6.j 3.5+5.j]

花式索引
花式索引指的是利用整数数组进行索引。

花式索引根据索引数组的值作为目标数组的某个轴的下标来取值。对于使用一维整型数组作为索引,如果目标是一维数组,那么索引的结果就是对应位置的元素;如果目标是二维数组,那么就是对应下标的行。

花式索引跟切片不一样,它总是将数据复制到新数组中。
1、传入顺序索引数组
实例

import numpy as np

x = np.arange(32).reshape(8,4)
print(x)
print("---分别取出第4+1,2+1,1+1,7+1行的数据---")
print(x[[4,2,1,7]])

输出结果为:

[[ 0  1  2  3]
 [ 4  5  6  7]
 [ 8  9 10 11]
 [12 13 14 15]
 [16 17 18 19]
 [20 21 22 23]
 [24 25 26 27]
 [28 29 30 31]]
---分别取出第4+1,2+1,1+1,7+1行的数据---
[[16 17 18 19]
 [ 8  9 10 11]
 [ 4  5  6  7]
 [28 29 30 31]]

2、传入倒叙索引数组

import numpy as np

x = np.arange(32).reshape(8,4)
print(x)
print("---分别取出第-4,-2,-1,-7行的数据---")
print(x[[-4,-2,-1,-7]])

输出结果为:

[[ 0  1  2  3]
 [ 4  5  6  7]
 [ 8  9 10 11]
 [12 13 14 15]
 [16 17 18 19]
 [20 21 22 23]
 [24 25 26 27]
 [28 29 30 31]]
---分别取出第4+1,2+1,1+1,7+1行的数据---
[[16 17 18 19]
 [24 25 26 27]
 [28 29 30 31]
 [ 4  5  6  7]]

3、传入多个索引数组(要使用np.ix_)

import numpy as np

x = np.arange(32).reshape((8,4))
print(x)
"""
分别取出1,5,7,2行的第0列,第3列,第1列,第2列
"""
print(x[np.ix_([1,5,7,2],[0,3,1,2])])

输出结果为:

[[ 0  1  2  3]
 [ 4  5  6  7]
 [ 8  9 10 11]
 [12 13 14 15]
 [16 17 18 19]
 [20 21 22 23]
 [24 25 26 27]
 [28 29 30 31]]
[[ 4  7  5  6]
 [20 23 21 22]
 [28 31 29 30]
 [ 8 11  9 10]]
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