Numpy：加入結構化數組？

Question

輸入

我在列表中有許多numpy結構化數組 ，如下例所示：

import numpy

a1 = numpy.array([(1, 2), (3, 4), (5, 6)], dtype=[('x', int), ('y', int)])

a2 = numpy.array([(7,10), (8,11), (9,12)], dtype=[('z', int), ('w', float)])

arrays = [a1, a2]

期望的輸出

將它們連接在一起以創建如下所示的統一結構化數組的正確方法是什么？

desired_result = numpy.array([(1, 2, 7, 10), (3, 4, 8, 11), (5, 6, 9, 12)],
                             dtype=[('x', int), ('y', int), ('z', int), ('w', float)])

目前的方法

這是我目前正在使用的，但它非常慢，所以我懷疑必須有一個更有效的方式。

from numpy.lib.recfunctions import append_fields

def join_struct_arrays(arrays):
    for array in arrays:
        try:
            result = append_fields(result, array.dtype.names, [array[name] for name in array.dtype.names], usemask=False)
        except NameError:
            result = array

    return result

Answer 1

您還可以使用merge_arrays的函數numpy.lib.recfunctions ：

import numpy.lib.recfunctions as rfn
rfn.merge_arrays(arrays, flatten = True, usemask = False)

Out[52]: 
array([(1, 2, 7, 10.0), (3, 4, 8, 11.0), (5, 6, 9, 12.0)], 
     dtype=[('x', '<i4'), ('y', '<i4'), ('z', '<i4'), ('w', '<f8')])

Answer 2

這是一個應該更快的實現。 它將所有內容轉換為numpy.uint8數組，並且不使用任何臨時數據。

def join_struct_arrays(arrays):
    sizes = numpy.array([a.itemsize for a in arrays])
    offsets = numpy.r_[0, sizes.cumsum()]
    n = len(arrays[0])
    joint = numpy.empty((n, offsets[-1]), dtype=numpy.uint8)
    for a, size, offset in zip(arrays, sizes, offsets):
        joint[:,offset:offset+size] = a.view(numpy.uint8).reshape(n,size)
    dtype = sum((a.dtype.descr for a in arrays), [])
    return joint.ravel().view(dtype)

編輯 ：簡化代碼並避免不必要的as_strided() 。

Answer 3

而另一種方式，我認為更可讀，也更快

def join_struct_arrays(arrays):
    newdtype = []
    for a in arrays:
        descr = []
        for field in a.dtype.names:
            (typ, _) = a.dtype.fields[field]
            descr.append((field, typ))
        newdtype.extend(tuple(descr))
    newrecarray = np.zeros(len(arrays[0]), dtype = newdtype)
    for a in arrays:
        for name in a.dtype.names:
            newrecarray[name] = a[name]
    return newrecarray

編輯：隨着Sven的建議它變得（有點慢，但實際上很可讀）：

def join_struct_arrays2(arrays):
    newdtype = sum((a.dtype.descr for a in arrays), [])
    newrecarray = np.empty(len(arrays[0]), dtype = newdtype)
    for a in arrays:
        for name in a.dtype.names:
            newrecarray[name] = a[name]
    return newrecarray