Python：调整现有数组的大小并用零填充

Question

我认为我的问题应该很简单，但我找不到任何帮助 在互联网上的任何内容。我对 Python 很陌生，所以有可能 我错过了一些非常明显的东西。

我有一个数组 S，就像这样 [xxx]（一维）。我现在创建一个 对角矩阵，sigma，带有 np.diag(S) - 到目前为止，一切顺利。现在，我想要 调整这个新的对角数组的大小，以便我可以将它乘以另一个数组 我有。

import numpy as np
...
shape = np.shape((6, 6)) #This will be some pre-determined size
sigma = np.diag(S) #diagonalise the matrix - this works
my_sigma = sigma.resize(shape) #Resize the matrix and fill with zeros - returns "None" - why?

但是，当我打印 my_sigma 的内容时，我得到“None”。有人可以吗 为我指明正确的方向，因为我无法想象这应该是 这么复杂。

预先感谢您的任何帮助！

Casper

图解：

我有这个：

[x x x]

我想要这个：

[x 0 0]
[0 x 0]
[0 0 x]
[0 0 0]
[0 0 0]
[0 0 0] - or some similar size, but the diagonal elements are important.

Answer 1

1.7.0 版本中有一个新的 numpy 函数 numpy .pad 可以在一行中完成此操作。与其他答案一样，您可以使用 构造对角矩阵np.diag 在填充之前。
此答案中使用的元组 ((0,N),(0,0)) 指示要填充的矩阵的“边”。

import numpy as np

A = np.array([1, 2, 3])

N = A.size
B = np.pad(np.diag(A), ((0,N),(0,0)), mode='constant')

B 现在等于：

[[1 0 0]
 [0 2 0]
 [0 0 3]
 [0 0 0]
 [0 0 0]
 [0 0 0]]

Answer 2

sigma.resize() 返回 None 因为它就地操作。 np.resize(sigma, shape),另一方面，返回结果，但不是用零填充，而是用数组的重复项填充。

此外，shape() 函数返回输入的形状。如果您只想预定义一个形状，只需使用元组即可。

import numpy as np
...
shape = (6, 6) #This will be some pre-determined size
sigma = np.diag(S) #diagonalise the matrix - this works
sigma.resize(shape) #Resize the matrix and fill with zeros

但是，这将首先展平原始数组，然后将其重建为给定的形状，从而破坏原始顺序。如果您只想用零“填充”，则可以直接索引到生成的零矩阵，而不是使用 resize() 。

# This assumes that you have a 2-dimensional array
zeros = np.zeros(shape, dtype=np.int32)
zeros[:sigma.shape[0], :sigma.shape[1]] = sigma

Answer 3

我看到编辑...您必须先创建零，然后将一些数字移入其中。 np.diag_indices_from 可能对您有用

bigger_sigma = np.zeros(shape, dtype=sigma.dtype)
diag_ij = np.diag_indices_from(sigma)
bigger_sigma[diag_ij] = sigma[diag_ij] 

Answer 4

此解决方案与 resize 函数配合使用

获取示例数组

S= np.ones((3))
print (S)
# [ 1.  1.  1.]
d= np.diag(S) 
print(d)
"""
[[ 1.  0.  0.]
 [ 0.  1.  0.]
 [ 0.  0.  1.]]

"""

此dosent工作，它只是添加一个重复值

np.resize(d,(6,3))
"""
adds a repeating value
array([[ 1.,  0.,  0.],
       [ 0.,  1.,  0.],
       [ 0.,  0.,  1.],
       [ 1.,  0.,  0.],
       [ 0.,  1.,  0.],
       [ 0.,  0.,  1.]])
"""

此确实工作

d.resize((6,3),refcheck=False)
print(d)
"""
[[ 1.  0.  0.]
 [ 0.  1.  0.]
 [ 0.  0.  1.]
 [ 0.  0.  0.]
 [ 0.  0.  0.]
 [ 0.  0.  0.]]
"""

Answer 5

另一个纯Python解决方案是

a = [1, 2, 3]
b = []
for i in range(6):
    b.append((([0] * i) + a[i:i+1] + ([0] * (len(a) - 1 - i)))[:len(a)])

b，现在

[[1, 0, 0], [0, 2, 0], [0, 0, 3], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

它是一个可怕的解决方案，我承认这一点。
不过，它说明了一些可以使用的 list 类型的函数。