numpy中的vstack和hstack

numpy中的vstack和hstack

vstack和hstack都是numpy中用于合并两个小数组的函数。他们俩不仅名字很像,用法也很像,所以很容易搞混。
首先需要明确几个共性:

  1. 两个函数都只接收一个参数:vstack(tup)和hstack(tup)。但是,正如前面说到的,这两个函数是用于合并两个数组的,所以我们需要传递两个数组。于是vstack和hstack接收一个元组,这个元组有两个元素,分别是需要操作的两个数组。
    用法如vstack((list1, list2))。两个括号奥。
  2. 在使用vstack时,要求“行数”一致(即第一维大小相等);使用hstack时,要求“列数”,否则有error。
  3. 输入两个数组如果是一维的(N),则会先被升维(1,N)。其他维度则不做升维处理。

再看看二者的不同之处。
先从名字来理解,stack有“堆叠”的意思,而v指vertical——“垂直的”,h指horizontal——“水平的”。也就是说vstack是“垂直地堆叠”,hstack是“水平地堆叠”。

好了,接下来通过几个例子进一步了解一下vstack和hstack。

import numpy as np

if __name__ == '__main__':
    ls1 = [1,2,3]
    ls2 = [4,5,6]
    ls3 = [[1,2], [3,4]]
    ls4 = [[5,6], [7,8]]
    ls5 = [[[1],[2]], [3,4]]
    ls6 = [[[5],[6]], [7,8]]

    print(np.vstack((ls1, ls2)))
    print(np.hstack((ls1, ls2)))
    print(np.vstack((ls3, ls4)))
    print(np.hstack((ls3, ls4)))
    print(np.vstack((ls5, ls6)))
    print(np.hstack((ls5, ls6)))

上面程序的输出:

[[1 2 3]
 [4 5 6]]
 
[1 2 3 4 5 6]

[[1 2]
 [3 4]
 [5 6]
 [7 8]]
 
[[1 2 5 6]
 [3 4 7 8]]
 
[[list([1]) list([2])]
 [3 4] 
 [list([5]) list([6])]
 [7 8]]
 
[[list([1]) list([2]) list([5]) list([6])]
 [3 4 7 8]]

乍一看可能不好理解,一维数组和多维数组的处理方式并不相同。但是从上面的程序我们不难发现,我们只需要将一维的数组升维到二维,就可以将两种处理方式统一:
可以将数组都看成“二维”,只不过高维数组的元素仍是数组。

  • vstack:按索引取出每个元素,“并排”放入新的数组。
    [ 1 , 2 ] [1,2] [1,2] [ 3 , 4 ] [3,4] [3,4],就会变成
    [ 1 , 2 ] [ 3 , 4 ] [1,2]\\ [3,4] [1,2][3,4]
    当然,在数组中会以逗号分隔
  • hstack:按索引取出每个元素,“合并”放入新的数组。
    [ 1 , 2 ] [1,2] [1,2] [ 3 , 4 ] [3,4] [3,4],就会变成
    [ 1 , 2 , 3 , 4 ] [1,2,3,4] [1,2,3,4]
    当然,在数组中会以逗号分隔

需要特别注意的是

np.hstack((ls1, ls2))

这一个,在升维得到结果后,如果仍是(1,N)维的,就变回(N)维。

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