NumPy中的np.intersect1d

发布时间:2023-05-17

一、概述

NumPy是Python数值计算的核心库,其中有一个函数np.intersect1d提供了两个数组的交集。该函数可以接收两个ndarray对象或Python序列对象,返回它们的交集。它是一个非常有用的函数,因为它能够像set.intersection()函数一样,找出两个集合之间的交集,但是np.intersect1d还可以处理ndarray数据。

二、函数语法

numpy.intersect1d(ar1, ar2, assume_unique=False, return_indices=False)

参数说明:

  • ar1:ndarray序列1或Python序列1,需要查找交集的第一个序列。
  • ar2:ndarray序列2或Python序列2,需要查找交集的第二个序列。
  • assume_unique:布尔值,默认值为False。如果为True,则展开并假设输入数组是唯一的,这将加速计算。默认值为False。
  • return_indices:布尔值,默认值为False。如果为True,则返回输入数组中的索引以获取结果交集,并且类型将为元组。

三、函数用法

np.intersect1d可以处理两个ndarray对象或Python序列对象。下面将分别对这两种情况进行说明。

1. 两个ndarray对象的交集

假设有两个数组A和B,需要找到它们的交集:

import numpy as np
A = np.array([1, 3, 5, 7])
B = np.array([1, 2, 3, 4])
result = np.intersect1d(A, B)
print(result)

输出:

[1 3]

输出结果为[1, 3],因为这两个数字同时出现在A和B中。

2. 两个Python序列的交集

同样的,如果有两个Python序列,需要找到它们的交集。可以使用np.intersect1d的第一个和第二个参数来传递Python序列:

import numpy as np
list1 = [1, 3, 5, 7]
list2 = [1, 2, 3, 4]
result = np.intersect1d(list1, list2)
print(result)

输出:

[1 3]

与前一个示例一样,输出结果为[1, 3]。

四、注意事项

np.intersect1d函数还有一些注意事项需要了解:

1. 默认情况下不假设输入是唯一的

如果将np.intersect1d函数的第三个参数assume_unique设置为True,则可以加速计算,因为它假设数组是唯一的。例如:

import numpy as np
list1 = [1, 3, 5, 7]
list2 = [1, 2, 3, 4]
result = np.intersect1d(list1, list2, assume_unique=True)
print(result)

输出:

[1 3]

输出结果与默认情况下相同。

2. 返回索引而不是值

默认情况下,np.intersect1d函数返回两个数组的交集。但是,如果将第四个参数return_indices设置为True,则会返回值的索引,如下所示:

import numpy as np
A = np.array([1, 3, 5, 7])
B = np.array([1, 2, 3, 4])
inter, A_ind, B_ind = np.intersect1d(A, B, assume_unique=True, return_indices=True)
print(inter, A_ind, B_ind)

输出:

[1 3] [0 1] [0 2]

可以看到,第一个数组中的元素1和3对应于索引0和1,第二个数组中的元素1和3对应于索引0和2。

3. 数据类型不匹配问题

如果两个ndarray数据类型不匹配,则np.intersect1d函数可能会返回意想不到的结果。因此,需要确保传递给函数的两个ndarray对象具有相同的数据类型。如果数据类型不匹配,则应先转换成相同类型。例如:

import numpy as np
A = np.array([1, 3, 5, 7], dtype=np.int64)
B = np.array([1, 2, 3, 4], dtype=np.int32)
result = np.intersect1d(A.astype(np.int32), B)
print(result)

输出:

[1 3]

可以看到,将A转换成与B相同的数据类型后,结果正确。

五、总结

np.intersect1d是一个非常有用的函数,可以查找两个ndarray或Python序列之间的交集。要注意的是,如果数据类型不匹配,则需要进行类型转换。同时将参数assume_unique设置为True,将提高函数的性能。