239

我需要在numpy.array.

例如:

>>> a # I have
array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [1, 1, 1, 1, 1, 0]])
>>> new_a # I want to get to
array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [1, 1, 1, 1, 1, 0]])

我知道我可以创建一个集合并在数组上循环,但我正在寻找一个有效的纯numpy解决方案。我相信有一种方法可以将数据类型设置为 void 然后我可以使用numpy.unique,但我不知道如何使它工作。

4

20 回答 20

170

从 NumPy 1.13 开始,可以简单地选择轴来选择任何 N-dim 数组中的唯一值。要获得唯一的行,可以这样做:

unique_rows = np.unique(original_array, axis=0)

于 2017-05-19T12:18:56.040 回答
143

另一种可能的解决方案

np.vstack({tuple(row) for row in a})
于 2014-04-08T15:37:39.033 回答
115

使用结构化数组的另一种选择是使用void将整行连接成单个项目的类型的视图:

a = np.array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
              [0, 1, 1, 1, 0, 0],
              [0, 1, 1, 1, 0, 0],
              [1, 1, 1, 0, 0, 0],
              [1, 1, 1, 1, 1, 0]])

b = np.ascontiguousarray(a).view(np.dtype((np.void, a.dtype.itemsize * a.shape[1])))
_, idx = np.unique(b, return_index=True)

unique_a = a[idx]

>>> unique_a
array([[0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [1, 1, 1, 1, 1, 0]])

编辑np.ascontiguousarray按照@seberg 的建议 添加。如果数组不是连续的,这将减慢方法的速度。

编辑 上面可以稍微加快,也许以清晰为代价,通过这样做:

unique_a = np.unique(b).view(a.dtype).reshape(-1, a.shape[1])

此外,至少在我的系统上,它的性能与 lexsort 方法相当,甚至更好:

a = np.random.randint(2, size=(10000, 6))

%timeit np.unique(a.view(np.dtype((np.void, a.dtype.itemsize*a.shape[1])))).view(a.dtype).reshape(-1, a.shape[1])
100 loops, best of 3: 3.17 ms per loop

%timeit ind = np.lexsort(a.T); a[np.concatenate(([True],np.any(a[ind[1:]]!=a[ind[:-1]],axis=1)))]
100 loops, best of 3: 5.93 ms per loop

a = np.random.randint(2, size=(10000, 100))

%timeit np.unique(a.view(np.dtype((np.void, a.dtype.itemsize*a.shape[1])))).view(a.dtype).reshape(-1, a.shape[1])
10 loops, best of 3: 29.9 ms per loop

%timeit ind = np.lexsort(a.T); a[np.concatenate(([True],np.any(a[ind[1:]]!=a[ind[:-1]],axis=1)))]
10 loops, best of 3: 116 ms per loop
于 2013-06-06T22:47:34.730 回答
30

如果您想避免转换为一系列元组或其他类似数据结构的内存开销,您可以利用 numpy 的结构化数组。

诀窍是将原始数组视为结构化数组,其中每个项目对应于原始数组的一行。这不会复制,并且非常有效。

举个简单的例子:

import numpy as np

data = np.array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
                 [0, 1, 1, 1, 0, 0],
                 [0, 1, 1, 1, 0, 0],
                 [1, 1, 1, 0, 0, 0],
                 [1, 1, 1, 1, 1, 0]])

ncols = data.shape[1]
dtype = data.dtype.descr * ncols
struct = data.view(dtype)

uniq = np.unique(struct)
uniq = uniq.view(data.dtype).reshape(-1, ncols)
print uniq

要了解发生了什么,请查看中间结果。

一旦我们将事物视为结构化数组,数组中的每个元素都是原始数组中的一行。(基本上,它是一个类似于元组列表的数据结构。)

In [71]: struct
Out[71]:
array([[(1, 1, 1, 0, 0, 0)],
       [(0, 1, 1, 1, 0, 0)],
       [(0, 1, 1, 1, 0, 0)],
       [(1, 1, 1, 0, 0, 0)],
       [(1, 1, 1, 1, 1, 0)]],
      dtype=[('f0', '<i8'), ('f1', '<i8'), ('f2', '<i8'), ('f3', '<i8'), ('f4', '<i8'), ('f5', '<i8')])

In [72]: struct[0]
Out[72]:
array([(1, 1, 1, 0, 0, 0)],
      dtype=[('f0', '<i8'), ('f1', '<i8'), ('f2', '<i8'), ('f3', '<i8'), ('f4', '<i8'), ('f5', '<i8')])

一旦我们运行numpy.unique,我们将得到一个结构化数组:

In [73]: np.unique(struct)
Out[73]:
array([(0, 1, 1, 1, 0, 0), (1, 1, 1, 0, 0, 0), (1, 1, 1, 1, 1, 0)],
      dtype=[('f0', '<i8'), ('f1', '<i8'), ('f2', '<i8'), ('f3', '<i8'), ('f4', '<i8'), ('f5', '<i8')])

然后我们需要将其视为“正常”数组(_将最后一次计算的结果存储在 中ipython,这就是您看到的原因_.view...):

In [74]: _.view(data.dtype)
Out[74]: array([0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0])

然后重新整形为二维数组(-1是一个占位符,告诉 numpy 计算正确的行数,给出列数):

In [75]: _.reshape(-1, ncols)
Out[75]:
array([[0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [1, 1, 1, 1, 1, 0]])

显然,如果你想更简洁,你可以写成:

import numpy as np

def unique_rows(data):
    uniq = np.unique(data.view(data.dtype.descr * data.shape[1]))
    return uniq.view(data.dtype).reshape(-1, data.shape[1])

data = np.array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
                 [0, 1, 1, 1, 0, 0],
                 [0, 1, 1, 1, 0, 0],
                 [1, 1, 1, 0, 0, 0],
                 [1, 1, 1, 1, 1, 0]])
print unique_rows(data)

结果是:

[[0 1 1 1 0 0]
 [1 1 1 0 0 0]
 [1 1 1 1 1 0]]
于 2013-06-06T20:06:48.183 回答
20

np.unique当我运行它时np.random.random(100).reshape(10,10)返回所有唯一的单个元素,但你想要唯一的行,所以首先你需要将它们放入元组中:

array = #your numpy array of lists
new_array = [tuple(row) for row in array]
uniques = np.unique(new_array)

这是我看到您更改类型以执行您想要的操作的唯一方法,而且我不确定更改为元组的列表迭代是否适合您的“不循环”

于 2013-06-06T20:04:06.967 回答
16

np.unique 通过对扁平数组进行排序,然后查看每个项目是否等于前一个来工作。这可以手动完成而无需展平:

ind = np.lexsort(a.T)
a[ind[np.concatenate(([True],np.any(a[ind[1:]]!=a[ind[:-1]],axis=1)))]]

此方法不使用元组,并且应该比此处给出的其他方法更快、更简单。

注意:以前的版本在 a[ 之后没有 ind,这意味着使用了错误的索引。此外,Joe Kington 提出了一个很好的观点,即这确实制作了各种中间副本。以下方法通过制作排序副本然后使用它的视图来减少:

b = a[np.lexsort(a.T)]
b[np.concatenate(([True], np.any(b[1:] != b[:-1],axis=1)))]

这更快并且使用更少的内存。

此外,如果您想在 ndarray 中找到唯一的行,而不管数组中有多少维,以下将起作用:

b = a[lexsort(a.reshape((a.shape[0],-1)).T)];
b[np.concatenate(([True], np.any(b[1:]!=b[:-1],axis=tuple(range(1,a.ndim)))))]

一个有趣的剩余问题是,如果您想沿着任意维度数组的任意轴排序/唯一,这将更加困难。

编辑:

为了证明速度差异,我在 ipython 中对答案中描述的三种不同方法进行了一些测试。使用您的确切 a,没有太大区别,尽管此版本更快一些:

In [87]: %timeit unique(a.view(dtype)).view('<i8')
10000 loops, best of 3: 48.4 us per loop

In [88]: %timeit ind = np.lexsort(a.T); a[np.concatenate(([True], np.any(a[ind[1:]]!= a[ind[:-1]], axis=1)))]
10000 loops, best of 3: 37.6 us per loop

In [89]: %timeit b = [tuple(row) for row in a]; np.unique(b)
10000 loops, best of 3: 41.6 us per loop

然而,有了更大的 a,这个版本最终会快得多:

In [96]: a = np.random.randint(0,2,size=(10000,6))

In [97]: %timeit unique(a.view(dtype)).view('<i8')
10 loops, best of 3: 24.4 ms per loop

In [98]: %timeit b = [tuple(row) for row in a]; np.unique(b)
10 loops, best of 3: 28.2 ms per loop

In [99]: %timeit ind = np.lexsort(a.T); a[np.concatenate(([True],np.any(a[ind[1:]]!= a[ind[:-1]],axis=1)))]
100 loops, best of 3: 3.25 ms per loop
于 2013-06-06T20:13:15.493 回答
11

我比较了建议的速度替代方案,发现令人惊讶的是,void 视图unique解决方案甚至比 numpy 的原生解决方案还要快unique一点axis。如果你正在寻找速度,你会想要

numpy.unique(
    a.view(numpy.dtype((numpy.void, a.dtype.itemsize*a.shape[1])))
).view(a.dtype).reshape(-1, a.shape[1])

我已经在npx.unique_rows中实现了最快的变体。

GitHub 上也有一个错误报告

在此处输入图像描述


重现情节的代码:

import numpy
import perfplot


def unique_void_view(a):
    return (
        numpy.unique(a.view(numpy.dtype((numpy.void, a.dtype.itemsize * a.shape[1]))))
        .view(a.dtype)
        .reshape(-1, a.shape[1])
    )


def lexsort(a):
    ind = numpy.lexsort(a.T)
    return a[
        ind[numpy.concatenate(([True], numpy.any(a[ind[1:]] != a[ind[:-1]], axis=1)))]
    ]


def vstack(a):
    return numpy.vstack([tuple(row) for row in a])


def unique_axis(a):
    return numpy.unique(a, axis=0)


perfplot.show(
    setup=lambda n: numpy.random.randint(2, size=(n, 20)),
    kernels=[unique_void_view, lexsort, vstack, unique_axis],
    n_range=[2 ** k for k in range(15)],
    xlabel="len(a)",
    equality_check=None,
)
于 2017-07-09T14:25:58.280 回答
9

这是@Greg pythonic 答案的另一个变体

np.vstack(set(map(tuple, a)))
于 2014-12-11T14:45:28.350 回答
8

我不喜欢这些答案中的任何一个,因为没有一个在线性代数或向量空间意义上处理浮点数组,其中两行“相等”意味着“在某个范围内”。具有容差阈值的一个答案https://stackoverflow.com/a/26867764/500207将阈值设为元素精度和小数精度,这适用于某些情况,但在数学上不如真正的向量距离。

这是我的版本:

from scipy.spatial.distance import squareform, pdist

def uniqueRows(arr, thresh=0.0, metric='euclidean'):
    "Returns subset of rows that are unique, in terms of Euclidean distance"
    distances = squareform(pdist(arr, metric=metric))
    idxset = {tuple(np.nonzero(v)[0]) for v in distances <= thresh}
    return arr[[x[0] for x in idxset]]

# With this, unique columns are super-easy:
def uniqueColumns(arr, *args, **kwargs):
    return uniqueRows(arr.T, *args, **kwargs)

上面的公共域函数用于查找每对scipy.spatial.distance.pdist之间的欧几里得(可自定义)距离。然后它将每个距离与旧的距离进行比较,以找到彼此之间的行,并从每个-cluster仅返回一行。threshthreshthresh

正如所暗示的,距离metric不必是欧几里得——<code>pdist 可以计算各种距离,包括cityblock(Manhattan-norm) 和cosine(向量之间的角度)。

如果thresh=0(默认),那么行必须是位精确的才能被认为是“唯一的”。其他适合使用缩放机器精度的好值thresh,即thresh=np.spacing(1)*1e3.

于 2016-07-29T07:39:09.157 回答
3

为什么不使用drop_duplicates熊猫:

>>> timeit pd.DataFrame(image.reshape(-1,3)).drop_duplicates().values
1 loops, best of 3: 3.08 s per loop

>>> timeit np.vstack({tuple(r) for r in image.reshape(-1,3)})
1 loops, best of 3: 51 s per loop
于 2015-11-20T22:12:32.830 回答
3

numpy_indexed包(免责声明:我是它的作者)将 Jaime 发布的解决方案包装在一个经过测试的漂亮界面中,以及更多功能:

import numpy_indexed as npi
new_a = npi.unique(a)  # unique elements over axis=0 (rows) by default
于 2016-04-02T14:43:13.257 回答
1

给定元组列表的 np.unique 作品:

>>> np.unique([(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (2, 2)])
Out[9]: 
array([[1, 1],
       [2, 2],
       [3, 3],
       [4, 4]])

使用列表列表,它会引发TypeError: unhashable type: 'list'

于 2013-06-06T19:59:24.640 回答
1

根据本页中的答案,我编写了一个函数,该函数复制了 MATLAB 函数的unique(input,'rows')功能,并具有接受检查唯一性的容差的附加功能。它还返回 和 的c = data[ia,:]索引data = c[ic,:]。如果您发现任何差异或错误,请报告。

def unique_rows(data, prec=5):
    import numpy as np
    d_r = np.fix(data * 10 ** prec) / 10 ** prec + 0.0
    b = np.ascontiguousarray(d_r).view(np.dtype((np.void, d_r.dtype.itemsize * d_r.shape[1])))
    _, ia = np.unique(b, return_index=True)
    _, ic = np.unique(b, return_inverse=True)
    return np.unique(b).view(d_r.dtype).reshape(-1, d_r.shape[1]), ia, ic
于 2014-11-11T14:57:55.077 回答
1

除了@Jaime 出色的答案之外,另一种折叠行的方法是使用a.strides[0](假设a是 C 连续的)等于a.dtype.itemsize*a.shape[0]. 此外void(n)dtype((void,n)). 我们终于到了这个最短的版本:

a[unique(a.view(void(a.strides[0])),1)[1]]

为了

[[0 1 1 1 0 0]
 [1 1 1 0 0 0]
 [1 1 1 1 1 0]]
于 2017-02-21T09:28:36.427 回答
0

对于像 3D 或更高的多维嵌套数组这样的一般用途,试试这个:

import numpy as np

def unique_nested_arrays(ar):
    origin_shape = ar.shape
    origin_dtype = ar.dtype
    ar = ar.reshape(origin_shape[0], np.prod(origin_shape[1:]))
    ar = np.ascontiguousarray(ar)
    unique_ar = np.unique(ar.view([('', origin_dtype)]*np.prod(origin_shape[1:])))
    return unique_ar.view(origin_dtype).reshape((unique_ar.shape[0], ) + origin_shape[1:])

满足您的 2D 数据集:

a = np.array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [1, 1, 1, 1, 1, 0]])
unique_nested_arrays(a)

给出:

array([[0, 1, 1, 1, 0, 0],
   [1, 1, 1, 0, 0, 0],
   [1, 1, 1, 1, 1, 0]])

但也有 3D 数组,例如:

b = np.array([[[1, 1, 1], [0, 1, 1]],
              [[0, 1, 1], [1, 1, 1]],
              [[1, 1, 1], [0, 1, 1]],
              [[1, 1, 1], [1, 1, 1]]])
unique_nested_arrays(b)

给出:

array([[[0, 1, 1], [1, 1, 1]],
   [[1, 1, 1], [0, 1, 1]],
   [[1, 1, 1], [1, 1, 1]]])
于 2016-06-07T09:56:03.560 回答
0

这些答案都不适合我。我假设我的唯一行包含字符串而不是数字。然而,来自另一个线程的这个答案确实有效:

来源:https ://stackoverflow.com/a/38461043/5402386

您可以使用 .count() 和 .index() 列表的方法

coor = np.array([[10, 10], [12, 9], [10, 5], [12, 9]])
coor_tuple = [tuple(x) for x in coor]
unique_coor = sorted(set(coor_tuple), key=lambda x: coor_tuple.index(x))
unique_count = [coor_tuple.count(x) for x in unique_coor]
unique_index = [coor_tuple.index(x) for x in unique_coor]
于 2017-02-13T22:55:07.010 回答
0

我们实际上可以将 mxn 数字 numpy 数组转换为 mx 1 numpy 字符串数组,请尝试使用以下函数,它提供countinverse_idx等,就像 numpy.unique 一样:

import numpy as np

def uniqueRow(a):
    #This function turn m x n numpy array into m x 1 numpy array storing 
    #string, and so the np.unique can be used

    #Input: an m x n numpy array (a)
    #Output unique m' x n numpy array (unique), inverse_indx, and counts 

    s = np.chararray((a.shape[0],1))
    s[:] = '-'

    b = (a).astype(np.str)

    s2 = np.expand_dims(b[:,0],axis=1) + s + np.expand_dims(b[:,1],axis=1)

    n = a.shape[1] - 2    

    for i in range(0,n):
         s2 = s2 + s + np.expand_dims(b[:,i+2],axis=1)

    s3, idx, inv_, c = np.unique(s2,return_index = True,  return_inverse = True, return_counts = True)

    return a[idx], inv_, c

例子:

A = np.array([[ 3.17   9.502  3.291],
  [ 9.984  2.773  6.852],
  [ 1.172  8.885  4.258],
  [ 9.73   7.518  3.227],
  [ 8.113  9.563  9.117],
  [ 9.984  2.773  6.852],
  [ 9.73   7.518  3.227]])

B, inv_, c = uniqueRow(A)

Results:

B:
[[ 1.172  8.885  4.258]
[ 3.17   9.502  3.291]
[ 8.113  9.563  9.117]
[ 9.73   7.518  3.227]
[ 9.984  2.773  6.852]]

inv_:
[3 4 1 0 2 4 0]

c:
[2 1 1 1 2]
于 2017-06-06T20:31:05.453 回答
-1

让我们将整个 numpy 矩阵作为一个列表,然后从该列表中删除重复项,最后将我们的唯一列表返回到一个 numpy 矩阵:

matrix_as_list=data.tolist() 
matrix_as_list:
[[1, 1, 1, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 1, 0, 0], [0, 1, 1, 1, 0, 0], [1, 1, 1, 0, 0, 0], [1, 1, 1, 1, 1, 0]]

uniq_list=list()
uniq_list.append(matrix_as_list[0])

[uniq_list.append(item) for item in matrix_as_list if item not in uniq_list]

unique_matrix=np.array(uniq_list)
unique_matrix:
array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [1, 1, 1, 1, 1, 0]])
于 2017-09-18T03:48:16.847 回答
-3

最直接的解决方案是通过使行成为字符串来使它们成为单个项目。然后可以使用 numpy 将每一行作为一个整体进行比较,以确定其唯一性。这个解决方案是通用的,您只需要为其他组合重塑和转置您的数组。这是提供的问题的解决方案。

import numpy as np

original = np.array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [0, 1, 1, 1, 0, 0],
       [1, 1, 1, 0, 0, 0],
       [1, 1, 1, 1, 1, 0]])

uniques, index = np.unique([str(i) for i in original], return_index=True)
cleaned = original[index]
print(cleaned)    

会给:

 array([[0, 1, 1, 1, 0, 0],
        [1, 1, 1, 0, 0, 0],
        [1, 1, 1, 1, 1, 0]])

通过邮件发送我的诺贝尔奖

于 2016-09-22T07:53:27.577 回答
-3
import numpy as np
original = np.array([[1, 1, 1, 0, 0, 0],
                     [0, 1, 1, 1, 0, 0],
                     [0, 1, 1, 1, 0, 0],
                     [1, 1, 1, 0, 0, 0],
                     [1, 1, 1, 1, 1, 0]])
# create a view that the subarray as tuple and return unique indeies.
_, unique_index = np.unique(original.view(original.dtype.descr * original.shape[1]),
                            return_index=True)
# get unique set
print(original[unique_index])
于 2017-03-20T14:48:30.500 回答