如何在保留 inheritance 的同時使用 numpy 制作 2D arrays

Question

我有一個多邊形 class ，它使用 2d ndarray 來存儲它的點。 class 中的每個點都是向量 class 的一個實例，這個向量 class 繼承了 numpy 的 ndarray。 Am currently using numpy.vstack to append points, but the problem is that my vector instances are converted to their parent class, numpy.ndarray.

import numpy as np


class Vector(np.ndarray):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        arr = np.asarray([args[0], args[1], args[2]]).view(cls)
        arr = arr.astype('float64')
        return arr


class Polygon(object):
    def __init__(self):
        self.points = np.array([]).reshape(0, 3)

    def append_point(self, point):
        self.points = np.vstack([self.points, point])


poly = Polygon()
vec1 = Vector(1, 2, 3)
print(type(vec1))  # output: <class '__main__.Vector'>

poly.append_point(vec1)

print(poly.points)  # output: [[1. 2. 3.]]
print(type(poly.points[0]))  # output: <class 'numpy.ndarray'>

有更好的方法嗎？

Answer 1

如果要保留子類，我認為您需要覆蓋__array_function__方法：

class Vector(np.ndarray):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        arr = np.asarray([args[0], args[1], args[2]]).view(cls)
        arr = arr.astype('float64')
        return arr

    def __array_function__(self, func, types, args, kwargs):
         x,y = args[0]
         return func([x.view(np.ndarray), y.view(np.ndarray)], **kwargs).view(Vector)

這會給

poly = Polygon()
vec1 = Vector(1, 2, 3)    # Vector([1., 2., 3.])

poly.append_point(vec1)

poly.points    # Vector([[1., 2., 3.]])
poly.points[0]    # Vector([1., 2., 3.])

您使用Vector調用的任何 function 都將被__array_function__攔截（ufuncs 除外）。 盡管這適用於您的特定情況，但您需要對其進行修改以使其更適用於任何類型的輸入。