天国 发表于 2023-2-25 01:33:16

numpy中hstack vstack stack concatenate函数示例详解

大纲

本文主要介绍一下numpy中的几个常用函数,包括hstack()、vstack()、stack()、concatenate()。

1、concatenate()

我们先来介绍最全能的concatenate()函数,后面的几个函数其实都可以用concatenate()函数来进行等价操作。
concatenate()函数根据指定的维度,对一个元组、列表中的list或者ndarray进行连接,函数原型:
numpy.concatenate((a1, a2, ...), axis=0)先来看几个例子,一个2*2的数组和一个1*2的数组,在第0维进行拼接,得到一个3*2的数组:
a = np.array([, ])
b = np.array([])
np.concatenate((a, b), axis=0)输出为:
array([,
      ,
      ])进一步,一个2*2的数组和一个2*1的数组,在第01维进行拼接,得到一个2*3的数组:
np.concatenate((a, b.T), axis=1)输出为:
array([,
      ])上面两个简单的例子中,拼接的维度的长度是不同的,但是其他维度的长度必须是相同的,这也是使用concatenate()函数的一个基本原则,违背此规则就会报错,例如一个2*2的数组和一个1*2的数组,在第1维进行拼接:
np.concatenate((a, b), axis=1)上面的代码会报错:
ValueError: all the input array dimensions except for the concatenation axis must match exactly
2、stack()

stack()函数的原型是numpy.stack(arrays, axis=0),即将一堆数组的数据按照指定的维度进行堆叠。
我们先看两个简单的例子:
a = np.array()
b = np.array()
np.stack(,axis=0)输出为:
array([,
      ])进一步:
np.stack(,axis=1)输出为:
array([,
      ,
      ])如果换作是二维数组:
a = np.array([])
b = np.array([])
np.stack(,axis=0)输出为:
array([[],
      []])可以看到,进行stack的两个数组必须有相同的形状,同时,输出的结果的维度是比输入的数组都要多一维的。我们拿第一个例子来举例,两个含3个数的一维数组在第0维进行堆叠,其过程等价于先给两个数组增加一个第0维,变为1*3的数组,再在第0维进行concatenate()操作:
a = np.array()
b = np.array()
a = a
b = b
np.concatenate(,axis=0)输出为:
array([,
      ])
3、vstack()

vstack()的函数原型:vstack(tup) ,参数tup可以是元组,列表,或者numpy数组,返回结果为numpy的数组。它是垂直(按照行顺序)的把数组给堆叠起来。
举两个简单的例子:
a = np.array()
b = np.array()
np.vstack()输出为:
array([,
      ])进一步:
a=[,,]
b=[,,]
np.vstack()输出为:
array([,
      ,
      ,
      ,
      ,
      ])如果进行vstack的数组至少有两维,那么相当于np.concatenate(,axis=0),我们通过例子进行对比:
a=[,,]
b=[,,]
np.concatenate(,axis=0)输出为:
array([,
      ,
      ,
      ,
      ,
      ])可以看到,跟刚才的结果是一致的,但是如果进行堆叠的两个数组只有一维,那么结果是不同的:
a = np.array()
b = np.array()
np.concatenate(,axis=0)上面得到的结果为:
array()
4、hstack()

hstack()的函数原型:hstack(tup) ,参数tup可以是元组,列表,或者numpy数组,返回结果为numpy的数组。它其实就是水平(按列顺序)把数组给堆叠起来,与vstack()函数正好相反。举几个简单的例子:
a = np.array()
b = np.array()
np.hstack()输出为:
array()进一步,对于二维数组的情形:
a=[,,]
b=[,,]
np.hstack()输出为:
array([,
      ,
      ])如果进行hstack的数组至少有两维,那么相当于np.concatenate(,axis=1)
a=[,,]
b=[,,]
np.concatenate(,axis=1)输出跟刚才的结果是一致的
array([,
      ,
      ])只有一维的情况下,并不等价于np.concatenate(,axis=1),反而等价于np.concatenate(,axis=0)。

5、tf中的stack()

tensorflow中也提供了stack函数,跟numpy中的stack函数的作用是一样的,我们通过例子来体会:
import tensorflow as tf
a = tf.convert_to_tensor()
b = tf.convert_to_tensor()
stack_ab = tf.stack()
a1 = tf.expand_dims(a,axis=0)
b1 = tf.expand_dims(b,axis=0)
concat_ab = tf.concat(,axis=0)
with tf.Session() as sess:
   print(sess.run(stack_ab))
   print(sess.run(concat_ab))输出为:
[
]
[
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来源:https://www.jb51.net/article/276278.htm
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