NumPy 迭代器对象 numpy.nditer 提供了一种灵活访问一个或者多个数组元素的方式。

迭代器最基本的任务的可以完成对数组元素的访问。

接下来我们使用 arange() 函数创建一个 2X3 数组,并使用 nditer 对它进行迭代。

import numpy as np
a=np.arange(6).reshape(2,3)
print('原始数组是:')
print(a)
print('\n')
print('迭代输出元素:')
for x in np.nditer(a):
    print(x,end=',')
print('\n')
 
 
-------------------执行以上程序,返回的结果为-------------------
原始数组是:
[[0 1 2]
 [3 4 5]]

迭代输出元素:
0,1,2,3,4,5,

以上实例不是使用标准 C 或者 Fortran 顺序,选择的顺序是和数组内存布局一致的,这样做是为了提升访问的效率,默认是行序优先(row-major order,或者说是 C-order)。

这反映了默认情况下只需访问每个元素,而无需考虑其特定顺序。我们可以通过迭代上述数组的转置来看到这一点,并与以 C 顺序访问数组转置的 copy 方式做对比,如下实例:

import numpy as np
a=np.arange(6).reshape(2,3)
for x in np.nditer(a.T):
    print(x,end=',')
print('\n')
 
for x in nd.nditer(a.T.copy(order='C')):
    print(x,end=',')
 
-------------------执行以上程序,返回的结果为-------------------
0,1,2,3,4,5,
0,3,1,4,2,5,

从上述例子可以看出,a 和 a.T 的遍历顺序是一样的,也就是他们在内存中的存储顺序也是一样的,但是 a.T.copy(order = 'C') 的遍历结果是不同的,那是因为它和前两种的存储方式是不一样的,默认是按行访问。

控制遍历顺序

  • for x in np.nditer(a, order='F'):Fortran order,即是列序优先;
  • for x in np.nditer(a.T, order='C'):C order,即是行序优先;
import numpy as np 
a=np.arange(0,60,5).reshape(3,4)
print('原始数组是:')
print(a)
print('\n')
print('原始数组的转置是:')
b=a.T
print(b)
print('\n')
print('以C风格顺序排序')
c=b.copy(order='C')
print(c)
for x in np.nditer(c):
    print(x,end=',')
print('\n')
print('以F风格顺序排序')
c=b.copy(order='F')
print(c)
for x in np.nditer(c):
    print(x,end=',')
print('\n')
 
-------------------执行以上程序,返回的结果为-------------------
原始数组是:
[[ 0  5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

原始数组的转置是:
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]

以C风格顺序排序
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]
0,20,40,5,25,45,10,30,50,15,35,55,
 
以F风格顺序排序
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]
0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,

修改数组中元素的值

nditer 对象有另一个可选参数 op_flags。 默认情况下,nditer 将视待迭代遍历的数组为只读对象(read-only),为了在遍历数组的同时,实现对数组元素值得修改,必须指定 read-write 或者 write-only 的模式。

import numpy as np
a=np.arange(0,60,5).reshape(3,4)
print('原始数组是:')
print(a)
for x in np.nditer(a,op_flags=['readwrite']):
    x[...]=2*x
print('修改后的数组是:')
print(a)
 
-------------------执行以上程序,返回的结果为-------------------
原始数组是:
[[ 0  5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]
修改后的数组是:
[[  0  10  20  30]
 [ 40  50  60  70]
 [ 80  90 100 110]]

使用外部循环

nditer类的构造器拥有flags参数,它可以接受下列值:

参数描述
c_index 可以跟踪 C 顺序的索引
f_index 可以跟踪 Fortran 顺序的索引
multi-index 每次迭代可以跟踪一种索引类型
external_loop 给出的值是具有多个值的一维数组,而不是零维数组

在下面的实例中,迭代器遍历对应于每列,并组合为一维数组。

import numpy as np
a=np.arange(0,60,5).reshape(3,4)
print('我们的数组是:')
print(a)
print('\n')
print('修改后的数组是:')
for x in np.nditer(a,flags=['external_loop'],order='F')
    print(x,end=',')
 
-------------------执行以上程序,返回的结果为-------------------
我们的数组是:
[[ 0  5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

修改后的数组是:
[ 0 20 40],[ 5 25 45],[10 30 50],[15 35 55],

广播迭代

如果两个数组是可广播的,nditer 组合对象能够同时迭代它们。 假设数组 a 的维度为 3X4,数组 b 的维度为 1X4 ,则使用以下迭代器(数组 b 被广播到 a 的大小)。

import numpy as np
a=np.arange(0,60,5).reshape(3,4)
print('第一个数组为:')
print(a)
print('\n')
 
print('第二个数组为:')
b=np.array([1,2,3,4],dtype=int)
print(b)
print('\n')
 
for x,y in np.nditer([a,b]):
    print('%d:%d'%(x,y),end=',')
 
-------------------执行以上程序,返回的结果为-------------------
第一个数组为:
[[ 0  5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

第二个数组为:
[1 2 3 4]

0:1,5:2,10:3,15:4,20:1,25:2,30:3,35:4,40:1,45:2,50:3,55:4,