python - numpy中结构化数组的元素总和

Question

我想知道是否有可能对两个具有相同形状的结构化 numpy 数组执行逐元素求和（或其他操作）。

arr1 = np.array([[1,2,3],[2,3,4]], dtype=[("x", "f8"),("y", "f8")])
arr2 = np.array([[5,4,3],[9,6,4]], dtype=[("x", "f8"),("y", "f8")])
arr3 = np.sum(arr1, arr2)

说“ufunc'add'不包含签名匹配类型dtype的循环（[（'x'，'

如果不可能，那么理解为什么在 numpy.

Answer 1

使用您的数组：

In [236]: arr1 = np.array([[1,2,3],[2,3,4]], dtype=[("x", "f8"),("y", "f8")])
In [237]: arr1
Out[237]: 
array([[(1., 1.), (2., 2.), (3., 3.)],
       [(2., 2.), (3., 3.), (4., 4.)]], dtype=[('x', '<f8'), ('y', '<f8')])
In [238]: arr1['x']
Out[238]: 
array([[1., 2., 3.],
       [2., 3., 4.]])

通常，结构化数组的数据以元组列表的形式提供，与 中显示的相同Out[237]。如果没有元组，np.array则为两个字段分配相同的值。

您必须分别对每个字段进行数学运算：

In [239]: arr1['y'] *= 10
In [240]: arr1
Out[240]: 
array([[(1., 10.), (2., 20.), (3., 30.)],
       [(2., 20.), (3., 30.), (4., 40.)]],
      dtype=[('x', '<f8'), ('y', '<f8')])

数学运算是为像intand这样的简单 dtype 定义的float，并尽可能使用编译后的代码。

此错误意味着add ufunc尚未为此复合 dtype 定义。我认为所有复合数据类型都是如此。

In [242]: arr1 + arr1
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-242-345397c600ce> in <module>()
----> 1 arr1 + arr1

TypeError: ufunc 'add' did not contain a loop with signature matching types dtype([('x', '<f8'), ('y', '<f8')]) dtype([('x', '<f8'), ('y', '<f8')]) dtype([('x', '<f8'), ('y', '<f8')])

由于这种情况下的字段具有相同的基本 dtype，我们可以定义另一个可以“查看”它的复合 dtype：

In [243]: dt2 = np.dtype([('xy', 'f8', 2)])
In [244]: arr2 = arr1.view(dt2)
In [245]: arr2
Out[245]: 
array([[([ 1., 10.],), ([ 2., 20.],), ([ 3., 30.],)],
       [([ 2., 20.],), ([ 3., 30.],), ([ 4., 40.],)]],
      dtype=[('xy', '<f8', (2,))])
In [246]: arr2['xy']
Out[246]: 
array([[[ 1., 10.],
        [ 2., 20.],
        [ 3., 30.]],

       [[ 2., 20.],
        [ 3., 30.],
        [ 4., 40.]]])

该字段的数学将在原始数组中看到：

In [247]: arr2['xy'] += .1
In [248]: arr2
Out[248]: 
array([[([ 1.1, 10.1],), ([ 2.1, 20.1],), ([ 3.1, 30.1],)],
       [([ 2.1, 20.1],), ([ 3.1, 30.1],), ([ 4.1, 40.1],)]],
      dtype=[('xy', '<f8', (2,))])
In [249]: arr1
Out[249]: 
array([[(1.1, 10.1), (2.1, 20.1), (3.1, 30.1)],
       [(2.1, 20.1), (3.1, 30.1), (4.1, 40.1)]],
      dtype=[('x', '<f8'), ('y', '<f8')])

我们也可以view将其作为简单的 dtype，但必须调整形状：

In [250]: arr3 = arr1.view('f8')
In [251]: arr3
Out[251]: 
array([[ 1.1, 10.1,  2.1, 20.1,  3.1, 30.1],
       [ 2.1, 20.1,  3.1, 30.1,  4.1, 40.1]])
In [252]: arr3.reshape(2,3,2)
Out[252]: 
array([[[ 1.1, 10.1],
        [ 2.1, 20.1],
        [ 3.1, 30.1]],

       [[ 2.1, 20.1],
        [ 3.1, 30.1],
        [ 4.1, 40.1]]])