使用numpy生成n维中1和-1的所有组合？

Question

我需要一种在给定尺寸的情况下使用[-1，1]的所有可能组合生成numpy数组的方法。

例如，如果我有2个维度，我将得到：[[1，1]，[1，-1]，[-1，1]，[-1，-1]]

如果我有3个维度，我会得到：[[1，1，1]，[1，1，-1]，[1，-1，1]，[1，-1，-1]，[-1， 1，1]，[-1，1，-1]，[-1，-1，1]，[-1，-1，-1]]，

我已经尝试过这样的事情：

import numpy as np                      
def permgrid(n):
    inds = np.indices((2,) * n)
    return inds.reshape(n, -1).T

但这只会返回0和1的所有组合。

Answer 1

您可以使用itertools中的product函数。

基本上，您会得到所有重复为2的组合。

print (list(itertools.product([1,-1], repeat=2)))

itertools.product（* iterables [，重复]）

输入可迭代项的笛卡尔积。

大致等效于生成器表达式中的嵌套for循环。

你可以在这里阅读更多

Answer 2

要么替换，

def permgrid(n):
    inds = np.indices((2,) * n)
    out = inds.reshape(n, -1).T
    return np.where(out==0, -np.ones_like(out), out)

或用数学来做：

def permgrid(n):
    inds = np.indices((2,) * n)
    return inds.reshape(n, -1).T*2-1

Answer 3

您可能想看看itertools 。 它是用于生成排序序列等的程序包。

import itertools as it

for element in it.combinations_with_replacement([1,-1],3):
  print element

Answer 4

这是NumPy's broadcasting基于NumPy's broadcasting的方法-

def broadcasting_typecast(n):
    return -2*((np.arange(2**n)[:,None] & (1 << np.arange(n-1,-1,-1))) != 0)+1

样品运行-

In [231]: n = 2

In [232]: broadcasting_typecast(n)
Out[232]: 
array([[ 1,  1],
       [ 1, -1],
       [-1,  1],
       [-1, -1]])

In [233]: n = 3

In [234]: broadcasting_typecast(n)
Out[234]: 
array([[ 1,  1,  1],
       [ 1,  1, -1],
       [ 1, -1,  1],
       [ 1, -1, -1],
       [-1,  1,  1],
       [-1,  1, -1],
       [-1, -1,  1],
       [-1, -1, -1]])

Answer 5

您可以使用np.ix_ 。 优点：您可以轻松地将-1,1替换为所需的数字（其他数字，其他dtype，大于2等）

>>> n = 3
>>> out = np.empty(n*(2,)+(n,), dtype=int)
>>> for j, sl in enumerate(np.ix_(*(n*((-1,1),)))):
...     out[..., j] = sl
... 
>>> out
array([[[[-1, -1, -1],
         [-1, -1,  1]],

        [[-1,  1, -1],
         [-1,  1,  1]]],


        [[[ 1, -1, -1],
         [ 1, -1,  1]],

        [[ 1,  1, -1],
         [ 1,  1,  1]]]])

可选地：

flat_out = np.reshape(out, (-1, n))