Python-从numpy数组中获取具有给定步幅/步长的子数组

Question

可以说我有一个Python Numpy数组a。

a = numpy.array([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11])

我想从步长为3的长度为5的数组创建一个子序列矩阵，因此结果矩阵如下所示：

numpy.array([[1,2,3,4,5],[4,5,6,7,8],[7,8,9,10,11]])

实现此目的的一种可能方法是使用faor循环。

result_matrix = np.zeros((3, 5))
for i in range(0, len(a), 3):
  result_matrix[i] = a[i:i+5]

有没有更干净的方法可以在Numpy中实现呢

Answer 1

方法＃1： 使用broadcasting

def broadcasting_app(a, L, S ):  # Window len = L, Stride len/stepsize = S
    nrows = ((a.size-L)//S)+1
    return a[S*np.arange(nrows)[:,None] + np.arange(L)]

方法2：使用更有效的方法NumPy strides

def strided_app(a, L, S ):  # Window len = L, Stride len/stepsize = S
    nrows = ((a.size-L)//S)+1
    n = a.strides[0]
    return np.lib.stride_tricks.as_strided(a, shape=(nrows,L), strides=(S*n,n))

样品运行

In [143]: a
Out[143]: array([ 1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11])

In [144]: broadcasting_app(a, L = 5, S = 3)
Out[144]: 
array([[ 1,  2,  3,  4,  5],
       [ 4,  5,  6,  7,  8],
       [ 7,  8,  9, 10, 11]])

In [145]: strided_app(a, L = 5, S = 3)
Out[145]: 
array([[ 1,  2,  3,  4,  5],
       [ 4,  5,  6,  7,  8],
       [ 7,  8,  9, 10, 11]])