在numpy中推廣矩陣轉置

Question

讓a成爲python中的一個列表。

a = [1,2,3] 

當矩陣轉置應用於a，我們得到：

np.matrix(a).transpose() 
matrix([[1], 
     [2], 
     [3]]) 

我期待推廣這項功能，因此接下來說明什麼，我期待用一個例子來幫助做。讓b成爲另一個列表。

b = [[1, 2], [2, 3], [3, 4]] 

在a，列表項是1，2和3。我想在b考慮每個[1,2]，[2,3]，並且[3,4]列表項，僅用於執行轉置的目的。我想輸出如下：

array([[[1,2]], 
     [[2,3]], 
     [[3,4]]]) 

一般情況下，我希望能夠指定一個列表項會是什麼樣子，並執行基於一個矩陣轉置。

我可以只寫幾行代碼來完成上述操作，但是我提出這個問題的目的是找出是否有內置的numpy功能或pythonic方式來執行此操作。

編輯：unutbu下面的輸出匹配我上面的輸出。但是，我想要一個解決方案，可以用於更普遍的情況。我在下面發佈了另一個輸入/輸出。我最初的例子不足以表達我想說的話。讓b中的項目爲[1,2],[2,3],[3,4]和[5,6]。那麼下面給出的輸出將是對高維元素進行矩陣轉置。更一般地說，一旦我描述了一個'項目'的樣子，我想知道是否有辦法做一些轉置。

Input: b = [[[1, 2], [2, 3]], [[3, 4], [5,6]]] 
Output: array([[[1,2], [3,4]], 
       [[2,3], [5,6]]]) 

Answer 1

你想要的數組有形狀（3,1,2）。 b有形狀（3,2）。要在中間粘貼額外的軸，請使用b[:,None,:]或（等效）b[:, np.newaxis, :]。尋找section on Basic Slicing中的「newaxis」。

In [178]: b = np.array([[1, 2], [2, 3], [3, 4]]) 

In [179]: b 
Out[179]: 
array([[1, 2], 
     [2, 3], 
     [3, 4]]) 

In [202]: b[:,None,:] 
Out[202]: 
array([[[1, 2]], 

     [[2, 3]], 

     [[3, 4]]]) 

---

另一個的Userful工具是np.swapaxes：

In [222]: b = np.array([[[1, 2], [2, 3]], [[3, 4], [5,6]]]) 

In [223]: b.swapaxes(0,1) 
Out[223]: 
array([[[1, 2], 
     [3, 4]], 

     [[2, 3], 
     [5, 6]]]) 

轉置，b.T相同交換的第一和最後的軸，b.swapaxes(0,-1)：

In [226]: b.T 
Out[226]: 
array([[[1, 3], 
     [2, 5]], 

     [[2, 4], 
     [3, 6]]]) 

In [227]: b.swapaxes(0,-1) 
Out[227]: 
array([[[1, 3], 
     [2, 5]], 

     [[2, 4], 
     [3, 6]]]) 

---

總結：

• 使用np.newaxis（或None）添加新軸。 （因此，增加陣列的尺寸）
• 使用np.swapaxes交換任意兩個軸。使用np.transpose一次排列所有的軸。 （感謝@jorgeca指出了這一點。）
• 使用np.rollaxis來「旋轉」軸。