[解決済み] numpy配列の要素をシフトする
2022-02-08 18:12:07
質問
のフォローアップ この質問 何年も前に、numpyに標準的な"shift"関数がありますか?私はからの何も表示されません。 ドキュメント .
以下は、私が探しているものの簡単なバージョンです。
def shift(xs, n):
if n >= 0:
return np.r_[np.full(n, np.nan), xs[:-n]]
else:
return np.r_[xs[-n:], np.full(-n, np.nan)]
これを使うということは
In [76]: xs
Out[76]: array([ 0., 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.])
In [77]: shift(xs, 3)
Out[77]: array([ nan, nan, nan, 0., 1., 2., 3., 4., 5., 6.])
In [78]: shift(xs, -3)
Out[78]: array([ 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9., nan, nan, nan])
<サブ
この質問は、私が
高速回転する製品を書く
昨日のことです。累積的な製品をシフトさせる方法が必要だったのですが、思いついたのは
np.roll()
.
そこで
np.concatenate()
よりもはるかに高速です。
np.r_[]
. このバージョンの関数は、パフォーマンスがかなり向上しています。
def shift(xs, n):
if n >= 0:
return np.concatenate((np.full(n, np.nan), xs[:-n]))
else:
return np.concatenate((xs[-n:], np.full(-n, np.nan)))
さらに高速なバージョンは、単に配列を事前に確保するものです。
def shift(xs, n):
e = np.empty_like(xs)
if n >= 0:
e[:n] = np.nan
e[n:] = xs[:-n]
else:
e[n:] = np.nan
e[:n] = xs[-n:]
return e
解決方法は?
シフトの最速実装をコピペしたい人のために、ベンチマークと結論があります(末尾参照)。また、fill_valueパラメータを導入し、いくつかのバグを修正しました。
ベンチマーク
import numpy as np
import timeit
# enhanced from IronManMark20 version
def shift1(arr, num, fill_value=np.nan):
arr = np.roll(arr,num)
if num < 0:
arr[num:] = fill_value
elif num > 0:
arr[:num] = fill_value
return arr
# use np.roll and np.put by IronManMark20
def shift2(arr,num):
arr=np.roll(arr,num)
if num<0:
np.put(arr,range(len(arr)+num,len(arr)),np.nan)
elif num > 0:
np.put(arr,range(num),np.nan)
return arr
# use np.pad and slice by me.
def shift3(arr, num, fill_value=np.nan):
l = len(arr)
if num < 0:
arr = np.pad(arr, (0, abs(num)), mode='constant', constant_values=(fill_value,))[:-num]
elif num > 0:
arr = np.pad(arr, (num, 0), mode='constant', constant_values=(fill_value,))[:-num]
return arr
# use np.concatenate and np.full by chrisaycock
def shift4(arr, num, fill_value=np.nan):
if num >= 0:
return np.concatenate((np.full(num, fill_value), arr[:-num]))
else:
return np.concatenate((arr[-num:], np.full(-num, fill_value)))
# preallocate empty array and assign slice by chrisaycock
def shift5(arr, num, fill_value=np.nan):
result = np.empty_like(arr)
if num > 0:
result[:num] = fill_value
result[num:] = arr[:-num]
elif num < 0:
result[num:] = fill_value
result[:num] = arr[-num:]
else:
result[:] = arr
return result
arr = np.arange(2000).astype(float)
def benchmark_shift1():
shift1(arr, 3)
def benchmark_shift2():
shift2(arr, 3)
def benchmark_shift3():
shift3(arr, 3)
def benchmark_shift4():
shift4(arr, 3)
def benchmark_shift5():
shift5(arr, 3)
benchmark_set = ['benchmark_shift1', 'benchmark_shift2', 'benchmark_shift3', 'benchmark_shift4', 'benchmark_shift5']
for x in benchmark_set:
number = 10000
t = timeit.timeit('%s()' % x, 'from __main__ import %s' % x, number=number)
print '%s time: %f' % (x, t)
ベンチマークの結果です。
benchmark_shift1 time: 0.265238
benchmark_shift2 time: 0.285175
benchmark_shift3 time: 0.473890
benchmark_shift4 time: 0.099049
benchmark_shift5 time: 0.052836
まとめ
shift5が優勝! OPの3番目の解答です。
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