对Numpy库ndarray对象(矩阵)中数据元素的访问、选取操作示例

昊虹君 · 发表于 2022-11-9 11:44

对Numpy库ndarray对象(矩阵)中数据元素的访问、选取操作示例

为了说明这个问题，初始化一个矩阵B，其尺寸为两行四列三通道。
初始化矩阵B的代码如下：

import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])

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运行结果如下：

从其shape属性可以看出，B矩阵的尺寸为我们希望的三通道，两行，四列。
其具体的数据值如下：

接下来就对矩阵B的数据进行一系列访问和选取操作。
目录

示例1：选取矩阵B的0通道
示例2：选取矩阵B的1通道
示例3：使用ndarray对象的切片操作同时选取矩阵的0通道和1通道
示例4：选取矩阵B的第1通道的第1行
示例5：选取矩阵B的第1通道第1行的第1列
示例6：选取矩阵B的第1通道第1行的第1列到第3列
示例7：选取矩阵B的第1通道第0行和第1行的第1列到第3列
示例8：利用元组或列表选取非连续的通道、行或列的方法
示例9：通过数组矩阵进行高级索引操作

示例1：选取矩阵B的0通道
代码如下：

# !/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
C = B[0] # 选取矩阵B的0通道

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运行结果如下：

示例2：选取矩阵B的1通道

# !/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
C = B[1] # 选取矩阵B的1通道

复制代码

运行结果如下：

示例3：使用ndarray对象的切片操作同时选取矩阵的0通道和1通道

关于ndarray对象切片操作的详细介绍，可参见博文 https://www.hhai.cc/thread-117-1-1.html

# !/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
C = B[1] # 选取矩阵B的1通道

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注意：切片操作的区间是左开右闭的，所以是D = B[0:2]而不是D = B[0:1]
运行结果如下：

示例4：选取矩阵B的第1通道的第1行
有两种方法可以实现这个操作。

方法一：用“[ ]”区分不同的维度

不推荐此种方法，原因见博文 https://www.hhai.cc/thread-118-1-1.html

代码如下：

import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
E = B[1][1] # 选取矩阵B的第1通道的第1行的第一种方法

复制代码

运行结果如下：

方法二：用逗号分隔不同的维度

推荐此种方法，原因见博文 https://www.hhai.cc/thread-118-1-1.html

代码如下：

import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
F = B[1, 1] # 选取矩阵B的第1通道的第1行的第二种方法

复制代码

运行结果如下：

示例5：选取矩阵B的第1通道第1行的第1列
代码如下：

import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
H = B[1, 1, 1] # 选选取矩阵B的第1通道第1行的第1列的第二种方法

复制代码

运行结果如下：

示例6：选取矩阵B的第1通道第1行的第1列到第3列
代码如下：

import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
K = B[1, 1, 1:4] # 选取矩阵B的第1通道第1行的第1列到第3列的第二种方法

复制代码

运行结果如下：

方法二：
由于第三列就是最后一列，所以可下像下面这样写：

import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
L = B[1, 1, 1:] # 选取矩阵B的第1通道第1行的第1列到第3列的第一种方法

复制代码

运行结果如下：

示例7：选取矩阵B的第1通道第0行和第1行的第1列到第3列
这个有多种写法实现，这里给一种最好用的就行了，我们不做把茴香豆的茴字的四种写法都搞清楚的人。
方法一：

import numpy as np
B = np.array([[[11, 12, 13, 14],
[15, 16, 17, 18]],
[[19, 20, 21, 22],
[23, 24, 25, 26]],
[[27, 28, 29, 30],
[31, 32, 33, 34]]])
M = B[1, 0:2, 1:] # 选取矩阵B的第1通道第0行和第1行的第1列到第3列

复制代码

运行结果略。

示例8：利用元组或列表选取非连续的通道、行或列的方法
利用元组或列表选取非连续的通道、行或列的方法我已写在另一篇博文中，链接如下：
https://www.hhai.cc/thread-119-1-1.html

示例9：通过数组矩阵进行高级索引操作
由于这部分内容较多，所以写在了另一篇博文中，链接 https://www.hhai.cc/thread-121-1-1.html

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