numpy-按第一個數組的單軸對兩個ndarray進行排序

Question

我正在嘗試在numpy中對兩個大的四維數組進行排序。

我想基於第一個數組的值軸2進行排序，並通過相同的索引對第二個數組進行排序。 兩個陣列的所有其他軸應保持相同順序。

下面的代碼完成了我想要的，但是依賴於在python中循環，所以它很慢。 數組很大，所以出於性能原因，我真的很想使用已編譯的numpy操作來完成此工作。 或采用其他一些方法來編譯此代碼塊（Cython？）。

import numpy as np

data = np.random.rand(10,6,4,1)
data2 = np.random.rand(10,6,4,3)

print data[0,0,:,:]
print data2[0,0,:,:]

for n in range(data.shape[0]):
  for m in range(data.shape[1]):

    sort_ids = np.argsort(data[n,m,:,0])

    data[n,m,:,:] = data[n,m,sort_ids,:]
    data2[n,m,:,:] = data2[n,m,sort_ids,:]


print data[0,0,:,:]
print data2[0,0,:,:]

Answer 1

也許有更好的解決方案，但這應該可行：

sort_ids = np.argsort(data,axis=2)

s1 = data.shape
s2 = data2.shape
d1 = data[np.arange(s1[0])[:,None,None,None],np.arange(s1[1])[None,:,None,None],sort_ids,np.arange(s1[3])[None,None,None,:]]
d2 = data2[np.arange(s2[0])[:,None,None,None],np.arange(s2[1])[None,:,None,None],sort_ids,np.arange(s2[3])[None,None,None,:]]

至少輸出與您的代碼相同。

Answer 2

找到了一種使這項工作有效的方法。 它需要存儲一個索引數組，這可能會給我帶來一些內存問題，但是速度更快。 帶有時間比較的示例代碼：

import numpy as np
import time

loops = 1000

data = np.random.rand(100,6,4,1)
data2 = np.random.rand(100,6,4,3)

start = time.time()
for n in range(loops):


  idxs = np.indices(data.shape)
  idxs2 = np.indices(data2.shape)

  sort_ids = np.argsort(data, 2)

  sorted_data = data[idxs[0], idxs[1], sort_ids, idxs[3]]
  sorted_data2 = data2[idxs2[0], idxs2[1], np.repeat(sort_ids, data2.shape[3], 3), idxs2[3]]

print 'Time Elapsed: %5.2f seconds' % (time.time() - start)



start = time.time()
for n in range(loops):

  sorted_data = np.zeros(data.shape)
  sorted_data2 = np.zeros(data2.shape)

  for n in range(data.shape[0]):
    for m in range(data.shape[1]):

      sort_ids = np.argsort(data[n,m,:,0])

      data[n,m,:,:] = data[n,m,sort_ids,:]
      data2[n,m,:,:] = data2[n,m,sort_ids,:]


print 'Time Elapsed: %5.2f seconds' % (time.time() - start)