深入了解NumPy 高级索引

NumPy 比一般的 Python 序列提供更多的索引方式。除了之前看到的用整数和切片的索引外，数组可以由整数数组索引、布尔索引及花式索引。

整数数组索引

以下实例获取数组中(0,0)，(1,1)和(2,0)位置处的元素。

import numpy as np 
 
x = np.array([[1, 2], [3, 4], [5, 6]]) 
y = x[[0,1,2], [0,1,0]] 
print (y)

输出结果为：

[1 4 5]

以下实例获取了 4X3 数组中的四个角的元素。行索引是 [0,0] 和 [3,3]，而列索引是 [0,2] 和 [0,2]。

import numpy as np 
 
x = np.array([[ 0, 1, 2],[ 3, 4, 5],[ 6, 7, 8],[ 9, 10, 11]]) 
print ('我们的数组是：' )
print (x)
print ('n')
rows = np.array([[0,0],[3,3]]) 
cols = np.array([[0,2],[0,2]]) 
y = x[rows,cols] 
print ('这个数组的四个角元素是：')
print (y)

输出结果为：

我们的数组是： [[ 0 1 2] [ 3 4 5] [ 6 7 8] [ 9 10 11]] 这个数组的四个角元素是： [[ 0 2] [ 9 11]]

返回的结果是包含每个角元素的 ndarray 对象。

可以借助切片 : 或 … 与索引数组组合。如下面例子：

import numpy as np
 
a = np.array([[1,2,3], [4,5,6],[7,8,9]])
b = a[1:3, 1:3]
c = a[1:3,[1,2]]
d = a[...,1:]
print(b)
print(c)
print(d)

输出结果为：

[[5 6] [8 9]] [[5 6] [8 9]] [[2 3] [5 6] [8 9]]

布尔索引

我们可以通过一个布尔数组来索引目标数组。

布尔索引通过布尔运算（如：比较运算符）来获取符合指定条件的元素的数组。

以下实例获取大于 5 的元素：

import numpy as np 
 
x = np.array([[ 0, 1, 2],[ 3, 4, 5],[ 6, 7, 8],[ 9, 10, 11]]) 
print ('我们的数组是：')
print (x)
print ('n')
# 现在我们会打印出大于 5 的元素 
print ('大于 5 的元素是：')
print (x[x   5])

输出结果为：

我们的数组是： [[ 0 1 2] [ 3 4 5] [ 6 7 8] [ 9 10 11]] 大于 5 的元素是： [ 6 7 8 9 10 11]

以下实例使用了 ~（取补运算符）来过滤 NaN。

import numpy as np 
 
a = np.array([np.nan, 1,2,np.nan,3,4,5]) 
print (a[~np.isnan(a)])

输出结果为：

[ 1. 2. 3. 4. 5.]

以下实例演示如何从数组中过滤掉非复数元素。

import numpy as np 
 
a = np.array([1, 2+6j, 5, 3.5+5j]) 
print (a[np.iscomplex(a)])

输出如下：

[2.0+6.j 3.5+5.j]

花式索引

花式索引指的是利用整数数组进行索引。

花式索引根据索引数组的值作为目标数组的某个轴的下标来取值。对于使用一维整型数组作为索引，如果目标是一维数组，那么索引的结果就是对应位置的元素；如果目标是二维数组，那么就是对应下标的行。

花式索引跟切片不一样，它总是将数据复制到新数组中。

1、传入顺序索引数组

import numpy as np 
 
x=np.arange(32).reshape((8,4))
print (x[[4,2,1,7]])

输出结果为：

[[16 17 18 19] [ 8 9 10 11] [ 4 5 6 7] [28 29 30 31]]

2、传入倒序索引数组

import numpy as np 
 
x=np.arange(32).reshape((8,4))
print (x[[-4,-2,-1,-7]])

输出结果为：

[[16 17 18 19] [24 25 26 27] [28 29 30 31] [ 4 5 6 7]]

3、传入多个索引数组（要使用np.ix_）

import numpy as np 
 
x=np.arange(32).reshape((8,4))
print (x[np.ix_([1,5,7,2],[0,3,1,2])])

输出结果为：

[[ 4 7 5 6] [20 23 21 22] [28 31 29 30] [ 8 11 9 10]]