Python:Numpy切片深入分解[关闭]
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我在conway的生活游戏克隆中找到了以下代码。我不明白下面的代码是如何运行的。有人可以深入解释代码的执行方式吗?
def iterate(Z):
# find number of neighbors that each square has
N = np.zeros(Z.shape)
N[1:, 1:] += Z[:-1, :-1]
N[1:, :-1] += Z[:-1, 1:]
N[:-1, 1:] += Z[1:, :-1]
N[:-1, :-1] += Z[1:, 1:]
N[:-1, :] += Z[1:, :]
N[1:, :] += Z[:-1, :]
N[:, :-1] += Z[:, 1:]
N[:, 1:] += Z[:, :-1]
# a live cell is killed if it has fewer than 2 or more than 3 neighbours.
part1 = ((Z == 1) & (N < 4) & (N > 1))
# a new cell forms if a square has exactly three members
part2 = ((Z == 0) & (N == 3))
return (part1 | part2).astype(int)
-
print(N)
在所有行之后添加一行N+=
,然后尝试各种Z
数组。例如
定义一个小的
z
,中间有一个1s的块:In [29]: z = np.zeros((10,10),int) In [31]: z[4:6,4:6]=1 In [34]: z[4:8,5]=1 In [35]: z Out[35]: array([[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])
传递给函数:
In [36]: iterate(z) [[ 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 1. 2. 2. 1. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 2. 3. 3. 2. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 2. 4. 4. 3. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 1. 4. 3. 3. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 0. 2. 1. 2. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 0. 1. 1. 1. 0. 0. 0.] [ 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]]
N
已经计算出邻居的数量为1。自己检查一下计数。Out[36]: array([[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])
尝试各种图案,重复进行迭代,然后观察图案变化。有些人死了,有些人以命令的方式移动,有些“眨眼”等。
在像这样的行中:
N[1:, 1:] += Z[:-1, :-1]
RHS是左上方(此处为9x9);LHS是右下角,同样是9x9。有8个
N+=
表达式,计算8个邻居(在3x3块中减去中心)。使用此偏移量切片,它可以Z
一次对所有点进行计数。首先,1行数组可能更容易可视化
In [47]: z = np.zeros((1,10),int) In [49]: z[0,4:7]=1 In [50]: z Out[50]: array([[0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0]]) In [51]: iterate(z) [[ 0. 0. 0. 1. 1. 2. 1. 1. 0. 0.]] Out[51]: array([[0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0]])
我认为,如果所有边缘值
z
均为0,效果最好。此数组创建
glider
在https://en.wikipedia.org/wiki/Glider_(Conway%27s_Life)上进行动画处理的In [64]: z = np.zeros((10,10),int) In [65]: z[1,2]=1;z[2,3]=1;z[3,1:4]=1