NumPy - 高级索引

如果一个ndarray是非元组序列，数据类型为整数或布尔值的ndarray，或者至少一个元素为序列对象的元组，我们就能够用它来索引ndarray。高级索引始终返回数据的副本。 与此相反，切片只提供了一个视图。

有两种类型的高级索引：整数和布尔值。

整数索引

这种机制有助于基于 N 维索引来获取数组中任意元素。 每个整数数组表示该维度的下标值。 当索引的元素个数就是目标ndarray的维度时，会变得相当直接。

以下示例获取了ndarray对象中每一行指定列的一个元素。 因此，行索引包含所有行号，列索引指定要选择的元素。

示例 1

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

输出如下：

[1  4  5]

该结果包括数组中(0,0)，(1,1)和(2,0)位置处的元素。

下面的示例获取了 4X3 数组中的每个角处的元素。 行索引是[0,0]和[3,3]，而列索引是[0,2]和[0,2]。

示例 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 ('这个数组的每个角处的元素是：')
print (y)

输出如下：

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

这个数组的每个角处的元素是：                                      
[[ 0  2]                                                                      
 [ 9 11]]

返回的结果是包含每个角元素的ndarray对象。

高级和基本索引可以通过使用切片:或省略号...与索引数组组合。 以下示例使用slice作为列索引和高级索引。 当切片用于两者时，结果是相同的。 但高级索引会导致复制，并且可能有不同的内存布局。

示例 3

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')
# 切片
z = x[1:4,1:3]
print ('切片之后，我们的数组变为：')
print (z)
print ('\n')
# 对列使用高级索引
y = x[1:4,[1,2]]
print ('对列使用高级索引来切片：')
print (y)

输出如下：

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

切片之后，我们的数组变为：
[[ 4  5]
 [ 7  8]
 [10 11]]

对列使用高级索引来切片：
[[ 4  5]
 [ 7  8]
 [10 11]]

布尔索引

当结果对象是布尔运算（例如比较运算符）的结果时，将使用此类型的高级索引。

示例 1

这个例子中，大于 5 的元素会作为布尔索引的结果返回。

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])

输出如下：

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]

示例 2

这个例子使用了~（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)])

输出如下：

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

示例 3

以下示例显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]