排序多維numpy數組

Question

我想通過x坐標對2x2 numpy數組進行排序。 我的目標是獲取一個數組，該數組從每對點中的最小X值到最大X值排序，同時使用該數組的所有值

使用以下代碼行創建了數組：

rect = np.empty((4, 2, 2))

數組內部值的實際輸出為：

[[[ -1000 , 97 ] #x0,y0 rect 0
   [999 , 98]]   #x1,y1 rect 0
  [[410 , -1048] #x0,y0 rect 1
   [619 , 940]]  #x1,y1 rect 1
  [[-1000, 226] 
   [999 , 227]]
  [[229 , -983]
   [55 , 1008]]]

期望的輸出是按照構成矩形的每對點中X的最小值進行排序，然后考慮所有矩形，按X進行排序，如下所示：

 [[[ -1000 , 97 ] 
   [999 , 98]] 
  [[-1000, 226] 
   [999 , 227]]
  [[55 , 1008]
   [229 , -983]]
  [[410 , -1048] 
   [619 , 940]]]

Answer 1

如果要執行此操作而不創建其他數組副本，則可以使用argsort和indexing的組合來執行此操作。

import numpy as np
data = np.array(
 [[[ -1000 , 97 ],
   [999 , 98]],
  [[410 , -1048],
   [619 , 940]],
  [[-1000, 226] ,
   [999 , 227]],
  [[229 , -983],
   [55 , 1008]]])

def sortrect(rect):
    x = rect[:, 0]
    idx = np.argsort(x)
    rect[:] = rect[idx]

for a in data:
    sortrect(a)

minx = data[:, 0, 0]
idx = np.argsort(minx)
data[:] = data[idx]

同樣的事情，沒有循環，但是教學較少（對Martin的帶有軸的argsort表示敬意）：

idx0 = np.arange(data.shape[0])[:, np.newaxis]
idx1 = np.argsort(data[:, :, 0], axis=1)
data = data[idx0, idx1]

minx = data[:, 0, 0]
idx = np.argsort(minx)
data[:] = data[idx]

形式為out = data[idx0, idx1]的表達式表示

for all i, j:
    out[i, j] = data[idx0[i, j], idx1[i, j]].

有關更多詳細信息，請參見https://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/arrays.indexing.html#integer-array-indexing 。

Answer 2

再見循環和lambdas，歡迎速度

import numpy as np 

original_array = np.array([[[ -1000 , 97 ],[999 , 98]],
               [[410 , -1048],[619 , 940]],  #original_array1,y1 rect 1
                [[-1000, 226],[999 , 227]],
                [[229 , -983],[55 , 1008]]])

#get indices of sorted x0 and x1 (0 means first element of both arrays)
# indices are 2 arrays - [0,0,0,1], [1,1,1,0],
# so you can see that last element needs to reposition
indices = np.argsort(original_array[:,:,0],axis=1)

#create new array
new = np.empty(shape=[4,2,2])

#move on correct posisitions sub arrays
#np.arange only create artifical indices for each rect
new[:,0,:]=original_array[np.arange(original_array.shape[0]),indices[:,0],:]
new[:,1,:]=original_array[np.arange(original_array.shape[0]),indices[:,1],:]

#When subarrays are sorted, sort parent arrays
final_sorted_array = new[new[:,0,0].argsort(),:,:]
print(final_sorted_array)



 [[[-1000.    97.]
  [  999.    98.]]

 [[-1000.   226.]
  [  999.   227.]]

 [[   55.  1008.]
  [  229.  -983.]]

 [[  410. -1048.]
  [  619.   940.]]]

Answer 3

您可以為此使用sort函數的key參數：

l = [[[ -1000 , 97 ],[999 , 98]],
     [[410 , -1048], [619 , 940]],
     [[-1000, 226],[999 , 227]],
     [[229 , -983],[55 , 1008]]]
sorted(l, key=lambda x: (min(x[0][0], x[1][0]), max(x[0][0],x[1][0])))
>>> [[[-1000, 97],  [999, 98]],
     [[-1000, 226], [999, 227]],
     [[229, -983],  [55, 1008]],
     [[410, -1048], [619, 940]]]

排序后的lambda會創建一個包含x最小值和最大值的元組

而且，如果您使用的是Numpy，則可以編寫一些可以在更高維度上更好地概括的內容：

sorted(l, key=lambda x: sorted(x[..., 0]))
>>> [array([[-1000,    97], [  999,    98]]), 
    array([[-1000,   226], [  999,   227]]), 
    array([[ 229, -983], [  55, 1008]]), 
    array([[  410, -1048], [  619,   940]])]

即使您有超過2個用於定義形狀的點，該x也將起作用，並且將按最小x值進行排序

編輯：對矩形內的內部點進行排序的更正：

sorted(np.sort(l, axis=1), key=lambda x: tuple(x[..., 0]))