Python对数据shape的常见操作总结

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这一阵在用python做DRL建模的时候,尤其是在配合使用tensorflow的时候,加上tensorflow是先搭框架再跑数据,所以调试起来很不方便,经常遇到输入数据或者中间数据shape的类型不统一,导致一些op老是报错。而且由于水平菜,所以一些常用的数据shape转换操作也经常百度了还是忘,所以想再整理一下。


一、数据的基本属性


求一组数据的长度

a = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]
print(len(a))
print(np.size(a))

求一组数据的shape

list是没有shape属性的,所以需要把它转换成np或者使用np.shape()

b = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
print(np.shape(b))
print(np.array(b).shape)


二、数据的拼接


append是直接将数组或者数据直接追加到下一个元素的位置,而extend是将数据最外层的[]去掉后追加。

c = [1,1,1,1]
d = [[2,2],[[2,2],[2,2]]]
c.append([1,2,3])
d.extend([1,2,3])

[1, 1, 1, 1, [1, 2, 3]]
[[2, 2], [[2, 2], [2, 2]], 1, 2, 3]

另外也可以通过numpy中的方法来进行拼接

其中np.concatenate()的作用更偏向与数据的连接,通过其中的axis参数可以进行指定行列的拼接。

而np.append()的作用是将value b追加到arr a中。

c = np.concatenate((a, b))
d = np.append(a,b)
print(c)
print(d)

[1 1 1 1 2 2 2 2]
[1 1 1 1 2 2 2 2]


三、数据的shape的转换


1、转置

数据的转置也经常会用到,通常可以用到numpy的transpose()方法或者直接将数据转换为numpy array后用.T或者用reshape()方法。

a = [[1,1,1],
     [1,1,1]]
b = [[2,2,2],
     [2,2,2]]
c = [[3,3,3],
     [3,3,3]]
b = np.array(b)
c = np.array(c)

print(np.transpose(a))
print(b.T)
print(np.reshape(c, (c.shape[1], c.shape[0])))

[[1 1]
 [1 1]
 [1 1]]
[[2 2]
 [2 2]
 [2 2]]
[[3 3]
 [3 3]
 [3 3]]

2、数据展开

如果是一个多维的数组,可以直接使用np.reshape(-1)来进行转换,reshape是一个很好用的函数,其中的参数含义后面会讲到。

c = [[[3,3,3],
     [3,3,3]],
     [[2,2,2],
     [2,2,2]]]

print(np.reshape(c, -1))

[3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2]

3、维度转换

有时候可能会用到将一个一维的数组转换为二维,或者是在column方向或row方向上增加维度。

当给col方向增加维度时,可以直接arr[:,np.newaxis],

给row方向增加维度时,可以arr[np.newaxis,:]

另外,这里的np.newaxis可以这样理解:

一个[1,2,3,4,5]数组的shape是(5,),如果对它[:,np.newaix]的话,得到的shape就是(5,1)

对它[np.newaix, :]的话,得到的结果就是(1,5)。

所以说newaxis加在哪个位置,哪个位置相应的维度就会产生一个新的维度。

a = np.array([1,1,1,1])

b = a[np.newaxis,:]
c = a[:,np.newaxis]

print(b)
print(c)

[[1 1 1 1]]
[[1]
 [1]
 [1]
 [1]]

另外再说一个将多维数组转换为一维的两种方法:arr.ravel()和arr.flatten()。

两者的不同之处在于arr.flatten()返回的是arr展开后的数组的复制,而arr.ravel()返回的是arr展开后的本身。

一个是对值的操作,另一个是对地址的操作。

类似c、c++中的指针。

a = np.array([[1,2,3]])
b = np.array([[1,2,3]])
a1 = a.flatten()
b1 = b.ravel()
print(a)
print(b)
a1[0] = 8
b1[0] = 8
print(a)
print(b)

[[1 2 3]]
[[1 2 3]]
[[1 2 3]]
[[8 2 3]]

4、reshape

def reshape(a, newshape, order=’C’):

其中newshape参数可以传入一个[]或者tuple。

当数据的形状不确定时,如果想转换为1行,列数不确定的话,newshape可以传入(1, -1);

如果想转换为1列,行数不确定的话,newshape可以传入(-1, 1);

同理如果是2列或者2行的话,就是(-1, 2)或者(2,-1)。

其中-1代表的是一个模糊控制,就是不确定的意思。

a = [[1,1,1],
     [1,1,1]]
b = [[2,2,2],
     [2,2,2]]
c = [[[3,3,3],
     [3,3,3]],
     [[2,2,2],
     [2,2,2]]]

print(np.reshape(c, [-1, 1]))
print(np.reshape(b, [-1, 1]))
print(np.reshape(c, [2, -1]))

[[3]
 [3]
 [3]
 [3]
 [3]
 [3]
 [2]
 [2]
 [2]
 [2]
 [2]
 [2]]
[[2]
 [2]
 [2]
 [2]
 [2]
 [2]]
[[3 3 3 3 3 3]
 [2 2 2 2 2 2]]



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