Python：reshape()函数

接上一文在构建三维函数时用到了reshape()函数，这里将对numpy中reshape函数的相关用法作出一些注释。

reshape()函数的功能

reshape()函数的功能是改变数组或矩阵的形状

a.reshape(m,n)表示将原有数组a转化为一个m行n列的新数组，a自身不变。m与n的乘积等于数组中的元素总数

reshape(m,n)中参数m或n其中一个可写为"-1"，"-1"的作用在于计算机根据原数组中的元素总数自动计算行或列的值。

a = np.array(range(10), float)
a

array([0., 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.])

a.reshape(5,-1)  #将数组a改为一个5行的二维新数组，原数组a并未改变

array([[0., 1.],
       [2., 3.],
       [4., 5.],
       [6., 7.],
       [8., 9.]])

a       #再次输出数组a，自身不变，依然是一维数组

array([0., 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.])

只有将a.reshape的值赋予a时，a才会发生改变

a = a.reshape(-1, 2)   #默认行优先
a   

array([[0., 1.],
       [2., 3.],
       [4., 5.],
       [6., 7.],
       [8., 9.]])

此外在numpy中构建一个特定的元素连续的多维数组时，使用reshape函数更简单方便

例：直接创建

a=np.array([0,1,2,3,4,5])
a=a+np.array([[[0],[6],[12],[18],[24],[30]]])   
a

使用fromfunction构建如上数组

def f(x, y, z):
    return x+ 6*y+z
a = np.fromfunction(f, (1, 6, 6,), dtype=int)
a

使用reshape()函数构建如上数组

np.arange(36).reshape(1,6,6) 

输出结果都如下

array([[[ 0,  1,  2,  3,  4,  5],
        [ 6,  7,  8,  9, 10, 11],
        [12, 13, 14, 15, 16, 17],
        [18, 19, 20, 21, 22, 23],
        [24, 25, 26, 27, 28, 29],
        [30, 31, 32, 33, 34, 35]]])

显而易见，reshape函数尤为简单。注意直接构建时三维数组的外面是一个()和两个[]

当然并不是reshape函数一定好，感兴趣的可以试着多构建几组数值不同的数组，对比reshape与fromfunction的优劣之处。比如

def f(x, y, z):
    return x+ 10*y+z
a = np.fromfunction(f, (1, 6, 6,), dtype=int)
a

输出结果

array([[[ 0,  1,  2,  3,  4,  5],
        [10, 11, 12, 13, 14, 15],
        [20, 21, 22, 23, 24, 25],
        [30, 31, 32, 33, 34, 35],
        [40, 41, 42, 43, 44, 45],
        [50, 51, 52, 53, 54, 55]]])

这样的数组reshape则无法构建。因为reshepe构建数组的本质是改变np.arange()生成的一维数组的形状，而np.arange仅能创建一个等差序列的数组。

reshape()函数的默认排列方式

numpy中reshape()的默认排列方式是"按行"排列，即行优先，reshape(m,n)=reshape(m,n,order=‘c’);若要改为“按列”排列，可通过修改order参数进行改变,即reshape(m,n,order=‘f’)。

a.reshape(5,-1,order='c')

array([[0., 1.],
       [2., 3.],
       [4., 5.],
       [6., 7.],
       [8., 9.]])

a.reshape(5,-1,order='F')

array([[0., 5.],
       [1., 6.],
       [2., 7.],
       [3., 8.],
       [4., 9.]])

f（fortran）与c是两个语言，两个语言对数组的存储方式不同，fortran语言为列优先，c语言为行优先

reshape()函数默认的排列方式详细解释见https://blog.csdn.net/zhanggonglalala/article/details/79356653?ops_request_misc=%7B%22request%5Fid%22%3A%22160473361919195264735554%22%2C%22scm%22%3A%2220140713.130102334.pc%5Fblog.%22%7D&request_id=160473361919195264735554&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_v1~rank_blog_v1-1-79356653.pc_v1_rank_blog_v1&utm_term=numpy&spm=1018.2118.3001.4450