將2D數組轉換為具有重疊步幅的3D數組

Question

我會使用NumPy或本機函數將2d數組轉換為前一行的3d。

輸入：

[[1,2,3],
 [4,5,6],
 [7,8,9],
 [10,11,12],
 [13,14,15]]

輸出：

[[[7,8,9],    [4,5,6],    [1,2,3]],
 [[10,11,12], [7,8,9],    [4,5,6]],
 [[13,14,15], [10,11,12], [7,8,9]]]

任何人都可以幫忙嗎？ 我在網上搜索了一段時間，但無法得到答案。

Answer 1

方法＃1

一種使用np.lib.stride_tricks.as_strided方法，它為我們提供了輸入2D數組的view ，因此不再占用內存空間 -

L = 3  # window length for sliding along the first axis
s0,s1 = a.strides

shp = a.shape
out_shp = shp[0] - L + 1, L, shp[1]
strided = np.lib.stride_tricks.as_strided
out = strided(a[L-1:], shape=out_shp, strides=(s0,-s0,s1))

樣本輸入，輸出 -

In [43]: a
Out[43]: 
array([[ 1,  2,  3],
       [ 4,  5,  6],
       [ 7,  8,  9],
       [10, 11, 12],
       [13, 14, 15]])

In [44]: out
Out[44]: 
array([[[ 7,  8,  9],
        [ 4,  5,  6],
        [ 1,  2,  3]],

       [[10, 11, 12],
        [ 7,  8,  9],
        [ 4,  5,  6]],

       [[13, 14, 15],
        [10, 11, 12],
        [ 7,  8,  9]]])

---

方法＃2

或者，在生成所有行索引時使用broadcasting更容易一點 -

In [56]: a[range(L-1,-1,-1) + np.arange(shp[0]-L+1)[:,None]]
Out[56]: 
array([[[ 7,  8,  9],
        [ 4,  5,  6],
        [ 1,  2,  3]],

       [[10, 11, 12],
        [ 7,  8,  9],
        [ 4,  5,  6]],

       [[13, 14, 15],
        [10, 11, 12],
        [ 7,  8,  9]]])

Answer 2

列表理解怎么樣？

In [144]: np.array([l[i:i + 3][::-1] for i in range(0, len(l) - 2)])
Out[144]: 
array([[[ 7,  8,  9],
        [ 4,  5,  6],
        [ 1,  2,  3]],

       [[10, 11, 12],
        [ 7,  8,  9],
        [ 4,  5,  6]],

       [[13, 14, 15],
        [10, 11, 12],
        [ 7,  8,  9]]])