NumPy副本和视图

2年前 (2024-04-27)
对 NumPy 数组执行些函数操作时,其中一部分函数会返回数组的副本,而另一部分函数则返回数组的视图。本节对数组的副本和视图做重点讲解。

其实从内存角度来说,副本就是对原数组进行深拷贝,新产生的副本与原数组具有不同的存储位置。而视图可理解为对数组的引用,它和原数组有着相同的内存位置。

赋值操作

赋值操作是数组引用的一种方法。比如,将 a 数组赋值给变量 b,被赋值后的变量 b 与 a 组具有相同的内存 id。因此,无论操作 a、b 中哪个数组,另一个数组也会受到影响。例如下:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3,4],[9,0,2,3],[1,2,3,19]])

print("原数组",a)

print("a数组的ID:",id(a))

b = a

print("数组b的id:",id(b))

b.shape = 4,3;

print("b数组形状的更改也会反映到a数组上:")

print(a)

输出结果:

原数组:

[[1 2 3 4]

[9 0 2 3]

[1 2 3 19]]

数组a的ID:139663602288640

b数组的ID:139663602288640

b数组形状的更改也会反映给a数组上:

[[ 1 2 3]

[4 9 0]

[2 3 1]

[2 3 19]]

ndarray.view()

ndarray.view() 返回一个成的数组副本,因此对该数组的操作,不会影响到原数组。下面看一组示例:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3,4],[9,0,2,3],[1,2,3,19]])

print("原数组",a)

print("数组a的ID:",id(a))

b = a.view()

print("数组b的ID:",id(b))

#打印b数组

print(b)

#改变b数组形状

b.shape = 4,3

print("原数组a",a)

print("新数组b",b)

输出结果:

原数组:

[[ 1 2 3 4]

[ 9 0 2 3]

[ 1 2 3 19]]

a数组id: 140280414447456

b数组id: 140280287000656

打印b数组

[[ 1 2 3 4]

[ 9 0 2 3]

[ 1 2 3 19]]

对数组b所做的更改不会反映到a数组上:

原a数组

[[ 1 2 3 4]

[ 9 0 2 3]

[ 1 2 3 19]]

新数组b

[[ 1 2 3]

[ 4 9 0]

[ 2 3 1]

[ 2 3 19]]

切片创建视图

使用切片可以创建视图数组,若要修改视图的就会影响到原数组,示例如下:

import numpy as np

arr = np.arange(10)

print ('数组arr:')

print (arr)

#创建切片修改原数组arr

a=arr[3:]

b=arr[3:]

a[1]=123

b[2]=234

print(arr)

输出结果:

arr数组:

[ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

切片修改arr原数组:

[ 0 1 2 3 123 234 6 7 8 9]

ndarray.copy()

该方法返回原数组的副本,对副本的修改不会影响到原数组。示例如下:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3,4],[9,0,2,3],[1,2,3,19]])

print("原数组",a)

print("a数组ID:",id(a))

b = a.copy()

print("b数组ID:",id(b))

print("打印经过copy方法的b数组:")

print(b)

b.shape=4,3

print("原数组",a)

print("经过copy方法的b数组",b)

输出结果:

原始数组:

[[ 1 2 3 4]

[ 9 0 2 3]

[ 1 2 3 19]]

a数组ID: 139895697586176

b数组ID: 139895570139296

打印经过copy方法的b数组

[[ 1 2 3 4]

[ 9 0 2 3]

[ 1 2 3 19]]

对b数组的改变不会影响到a数组:

原数组

[[ 1 2 3 4]

[ 9 0 2 3]

[ 1 2 3 19]]

经过Copy方法的b数组

[[ 1 2 3]

[ 4 9 0]

[ 2 3 1]

[ 2 3 19]]