np.mgrid使用

目錄

• 01 功能
• 02 語法
• 03 舉例
• 04 用途

01 功能

np.mgrid 用與生成具有“空間結構”的等差三維數組，比如下面代碼，生成維度為 (2, 5, 5)。：

array3D = np.mgrid[-4: 0: 5j,
                         0: 4: 5j]
print(array3D.shape)
print(array3D)

(2, 5, 5)
[[[-4. -4. -4. -4. -4.]
  [-3. -3. -3. -3. -3.]
  [-2. -2. -2. -2. -2.]
  [-1. -1. -1. -1. -1.]
  [ 0.  0.  0.  0.  0.]]

 [[ 0.  1.  2.  3.  4.]
  [ 0.  1.  2.  3.  4.]
  [ 0.  1.  2.  3.  4.]
  [ 0.  1.  2.  3.  4.]
  [ 0.  1.  2.  3.  4.]]]

02 語法

語法格式如下：

np.mgrid[第1維，第2維,...]
dim = [start: end: step]

維度間用逗號分隔，第 i 維的寫法存在兩種情況：

• a: b: c
  • c表示生成的數組元素之間的步長；
  • 數組區間為 [a, b)（左閉右開）；
• a: b: cj
  • cj表示生成的數組元素的個數；
  • 數組區間為[a, b]（左閉又閉）；

具體的用法，我們在后面實例部分講解。

03 舉例

1. 一維數組

   # 在[0, 4)區間內生成數組，間隔為1 -> [0, 1, 2, 3]
   array1D = np.mgrid[0: 4: 1]
   # 在[0, 4]區間內生成數組，個數為5 -> [0, 1, 2, 3, 4]
   array1Dj = np.mgrid[0: 4: 5j]
   print(array1D)
   print(array1Dj)
   

   [0 1 2 3]
   [0. 1. 2. 3. 4.]
   

   需要注意的是，當 c > b - a 時，其不會生成有效的數組，默認為0：

   array1D = np.mgrid[0: 4: 5]
   print(array1D)
   

   [0]
   

2. 兩個二維數組

   對於生成的高維數組，我們應該這樣來看：

   • 其會對數組沿其他維度進行復制拓展（x->y，y->x）

• 兩個數組再堆疊起來

  x,y = np.mgrid[-4: 0: 5j,
                  0: 4: 5j]
  
  print("x: \t", x.shape, "\n", x)
  print("y: \t", y.shape, "\n", y)
  

  x: 	 (5, 5) 
   [[-4. -4. -4. -4. -4.]
    [-3. -3. -3. -3. -3.]
    [-2. -2. -2. -2. -2.]
    [-1. -1. -1. -1. -1.]
    [ 0.  0.  0.  0.  0.]]
  
  y: 	 (5, 5) 
   [[0. 1. 2. 3. 4.]
    [0. 1. 2. 3. 4.]
    [0. 1. 2. 3. 4.]
    [0. 1. 2. 3. 4.]
    [0. 1. 2. 3. 4.]]
  

  生成的數組將其進行拆分即兩個 5 x 5 的矩陣，其沿令外一個維度的方向進行復制拓展。

04 用途

對於更高維的數組，我們結合它常見的應用三維繪圖，具體的參考：<python筆記：np.mgrid的用法>。