从numpy数组中取出满足条件的元素

例如问题：从 arr 数组中提取所有奇数元素。

input：arr = np.array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

output: #> array([1, 3, 5, 7, 9])

Solution:

#Input

>>> arr = np.array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

#Solution

arr = arr[arr % 2 == 1]

>>> array([1, 3, 5, 7, 9])

    这是对奇数元素的提取，其他条件同理，在这个问题上我们深入再学习一下，首先 numpy 中的 array 数组是可以直接对数组中的每个元素进行处理的。例如我们想对每个元素减一：

#input

>>> arr = np.array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

#Solution

>>> arr
array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
>>> arr - 1
array([-1,  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8])

    从上面的例子我们可以看出来，对 arr 直接进行减一操作，结果是对每一个元素都进行了减一的操作，数组的维度不变，为了满足取出特定条件的元素这个操作，我们可以进行条件判断，例如判断每个元素是否为奇数：

#input

>>> arr = np.arange(10)
>>> arr
array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
#solution

>>> arr % 2 == 1
array([False,  True, False,  True, False,  True, False,  True, False, True])

    由此可见，条件判断后输出为和 arr 相同维度的数组，但是其中每个元素为布尔类型的值，取值为数组 arr 对每个元素分别进行条件判断的结果。

    下面我们分析对 arr 数组进行特定取值，给其一个布尔类型的 arr 数组，并且维度与 arr 相同，以此得到取值的目的：

#input

>>> arr_bool = np.array([1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1], dtype=bool)
>>> arr_bool
array([ True,  True, False, False,  True,  True, False, False,  True, True])

#solution
>>> arr[arr_bool]
array([0, 1, 4, 5, 8, 9])

    从上述例子，我们构建了一个布尔类型的数组为 arr_bool ，并且维度与 arr 相同，进行直接嵌入实现了取值，以此完成了我们最终的目的，可以对任意满足条件的元素进行提取。并且理解了其中的原理。

 

PS：番外篇，如果维度不同可以吗？

#input

>>> arr_bool = np.ones(11, dtype=bool)
>>> arr_bool
array([ True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True, True,  True])     #注意！！这里有11个 True 哦。

#solution
>>> arr[arr_bool]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: boolean index did not match indexed array along dimension 0; dimension is 10 but corresponding boolean dimension is 11

    由上可见，维度必须保持一致，从 arr 数组里才可以按照 bool 类型取出对应位置为 True 的元素。这个性质帮助我们可以更灵活的处理 numpy 数组。

PS2: 如何替换满足条件的元素为其它值呢？

>>> arr = np.arange(10)
>>> arr
array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
>>> arr[arr%2 == 1] = -1
>>> arr
array([ 0, -1,  2, -1,  4, -1,  6, -1,  8, -1])