小時（24）和天（365）的numpy矩陣

Question

我有兩個向量； 一個用於一天[1,2,3,...,24]中的小時，第二個用於一年中的[1,2,3,4,5,6,...,365]

我想構建一個24 * 365單元，24行和365列的矩陣。

就像是：

a = [(1,24),(2,24),(3,24),(4,24),(5,24),...,(365,24),
     (1,23),(2,23),(3,23),(4,23),(5,23),...,(365,23),
     (1,22),(2,22),(3,22),(4,22),(5,22),...,(365,22),
          .,
          .,
          .,
          .,
     (1,1),(2,1),(3,1),(4,1),(5,1),...,(365,1)]

之后，我想應用一個函數f(x,y)並用z替換x,y （保持相同的矩陣結構）。 最終，它將被轉換為帶有漸變的顏色圖。

Answer 1

可能值得注意的是，雖然您可以將通用對象存儲在numpy數組中，但這可能不是一個好主意-大多數算法已優化為在矩陣的每個插槽中都有一個值。

這樣的結果是，您可能最終不會得到每個插槽中都有兩個值的24 x 365元素矩陣，而最終會得到2 x 24 x 365元素的numpy數組。

一種類似的方法是：

hours = numpy.arange(365).reshape(1,-1).repeat(24,axis=0)
days = numpy.arange(24).reshape(-1,1).repeat(365,axis=1)
full = numpy.array([days, hours])
print full
print full.shape

這使：

[[[  0   0   0 ...,   0   0   0]
  [  1   1   1 ...,   1   1   1]
  [  2   2   2 ...,   2   2   2]
  ..., 
  [ 21  21  21 ...,  21  21  21]
  [ 22  22  22 ...,  22  22  22]
  [ 23  23  23 ...,  23  23  23]]

 [[  0   1   2 ..., 362 363 364]
  [  0   1   2 ..., 362 363 364]
  [  0   1   2 ..., 362 363 364]
  ..., 
  [  0   1   2 ..., 362 363 364]
  [  0   1   2 ..., 362 363 364]
  [  0   1   2 ..., 362 363 364]]]
(2, 24, 365)

Answer 2

盡管我完全同意@Andrew Walker（3-d數組將效率更高），但以下代碼生成了您要求的數組：

import numpy as np
a = np.empty((24, 365), dtype=tuple)
for i, h in enumerate(range(24, 0, -1)):
    for k, d in enumerate(range(1, 366)):
        x[i, k] = (d, h)

盡管這種嵌套的for循環效率低下並且肯定是不可避免的，但是創建此數組所需的時間卻很短。 如果您需要一個更優化的版本（避免循環的版本），請在評論中說。

Answer 3

您可以使用與所需結構相同的數組：

a = np.mgrid[1:366, 24:0:-1].T

第一行和最后一行：

a[0]
array([[  1,  24],
       [  2,  24],
       [  3,  24],
       ...,
       [363,  24],
       [364,  24],
       [365,  24]])

a[-1]
array([[  1,   1],
       [  2,   1],
       [  3,   1],
       ..., 
       [363,   1],
       [364,   1],
       [365,   1]])

以及第一列和最后一列：

a[:,0]
array([[ 1, 24],
       [ 1, 23],
       [ 1, 22],
       ...,
       [ 1,  3],
       [ 1,  2],
       [ 1,  1]])

a[:,-1]
array([[365,  24],
       [365,  23],
       [365,  22],
       ...,
       [365,   3],
       [365,   2],
       [365,   1]])

所有的日子和歲月：

a[...,0]
array([[  1,   2,   3, ..., 363, 364, 365],
       [  1,   2,   3, ..., 363, 364, 365],
       [  1,   2,   3, ..., 363, 364, 365],
       ..., 
       [  1,   2,   3, ..., 363, 364, 365],
       [  1,   2,   3, ..., 363, 364, 365],
       [  1,   2,   3, ..., 363, 364, 365]])

a[...,1]
array([[24, 24, 24, ..., 24, 24, 24],
       [23, 23, 23, ..., 23, 23, 23],
       [22, 22, 22, ..., 22, 22, 22],
       ..., 
       [ 3,  3,  3, ...,  3,  3,  3],
       [ 2,  2,  2, ...,  2,  2,  2],
       [ 1,  1,  1, ...,  1,  1,  1]])