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matrix根据argsort取值的内容分析

gwzz 2020-08-18 19:24 原文

numpy主要有两大类：narray和matrix（或简写mat）,他们都有排序方法sort()和argsort()

这两个函数，默认都是按照纵轴切分数据，然后在各自切分的数据上进行从小到大排序。

 

sort()

会改变原有变量的数据存放，若是不想改变的话，可以使用copy()，即narray.copy()和matrix.copy()，复制一份新的数据到变量上。举例：

        rawDataMat = mat([
            [1,  2,  10],
            [12, 5,  12],
            [21, 3,  1],
            [4,  8,  2], 
            [7,  10, 13], 
            [6,  9,  5]])

        print('rawDataMat\n{0}'.format(rawDataMat))

        sortIndexData = rawDataMat.sort(0)
        print('sortData\n{0}'.format(rawDataMat))

---------------------------------------------------------------------
返回值：
rawDataMat
[[ 1  2 10]
 [12  5 12]
 [21  3  1]
 [ 4  8  2]
 [ 7 10 13]
 [ 6  9  5]]
sortData
[[ 1  2  1]
 [ 4  3  2]
 [ 6  5  5]
 [ 7  8 10]
 [12  9 12]
 [21 10 13]]

 

sort(0):在横轴上切分，对每个切分列进行从小到大排列；

若是sort():在纵轴上切分，对每个切分行（即每一个行）从小到大排列。

默认是行数据，从小到大排列

 

argsort()

不会改变原来变量的数据存放，而是获得原来变量的数据索引值，可以对array和matrix进行处理。

argsort(0):对每列取从小到大排列的对应索引值，

argsort():对每行取从小到大排列的对应索引值，

默认是行数据的从小到大排列的索引值，示例如下：

        rawDataMat = mat([
            [1,  2,  10],
            [12, 5,  12],
            [21, 3,  1],
            [4,  8,  2], 
            [7,  10, 13], 
            [6,  9,  5]])
        print('rawDataMat\n{0}'.format(rawDataMat))

        # 0-按横轴，切分
        sortIndex0 = rawDataMat.argsort(0)
        print('sortIndex0\n{0}'.format(sortIndex0))

        # 默认按列轴切分，在切分方向上从小到大排列，给出indices
        sortIndex = rawDataMat.argsort()
        print('sortIndex\n{0}'.format(sortIndex))

---------------------------------------------------------
结果：
rawDataMat
[[ 1  2 10]
 [12  5 12]
 [21  3  1]
 [ 4  8  2]
 [ 7 10 13]
 [ 6  9  5]]
sortIndex0
[[0 0 2]
 [3 2 3]
 [5 1 5]
 [4 3 0]
 [1 5 1]
 [2 4 4]]
sortIndex
[[0 1 2]
 [1 0 2]
 [2 1 0]
 [2 0 1]
 [0 1 2]
 [2 0 1]]

 

若原矩阵按索引值来获取排序值的话，则从小到大的数据以对角线上的值为起点，按左到右顺序取列数据。示例：

       rawDataMat = mat([
            [1,  2,  10],
            [12, 5,  12],
            [21, 3,  1],
            [4,  8,  2], 
            [7,  10, 13], 
            [6,  9,  5]])
        print('rawDataMat\n{0}'.format(rawDataMat))

        # 0-按横轴，切分
        sortIndex0 = rawDataMat.argsort(0)
        print('sortIndex0\n{0}'.format(sortIndex0))

        sortDataMat = rawDataMat[sortIndex0]
        print('sortDataMat\n{0}'.format(sortDataMat))

-------------------------------------
结果为：
rawDataMat
[[ 1  2 10]
 [12  5 12]
 [21  3  1]
 [ 4  8  2]
 [ 7 10 13]
 [ 6  9  5]]
sortIndex0
[[0 0 2]
 [3 2 3]
 [5 1 5]
 [4 3 0]
 [1 5 1]
 [2 4 4]]
sortDataMat
[[[ 1  2 10]
  [ 1  2 10]
  [21  3  1]]

 [[ 4  8  2]
  [21  3  1]
  [ 4  8  2]]

 [[ 6  9  5]
  [12  5 12]
  [ 6  9  5]]

 [[ 7 10 13]
  [ 4  8  2]
  [ 1  2 10]]

 [[12  5 12]
  [ 6  9  5]
  [12  5 12]]

 [[21  3  1]
  [ 7 10 13]
  [ 7 10 13]]]

 

此时sortDataMat会增加维度，此处为（6,3,3）有没有什么好的方法，可以降维呢？方法如下：

        sortColumnMat = sortDataMat[:, 0, 0]
        # sortColumnMat = sortDataMat[:, 1, 1]
        # sortColumnMat = sortDataMat[:, 2, 2]
        print('sortColumnMat\n{0}'.format(sortColumnMat))
        print(sortColumnMat.shape)
------------------------------------
结果：
sortColumnMat
[[ 1]
 [ 4]
 [ 6]
 [ 7]
 [12]
 [21]]
(6, 1)

 

以上，可以得到排序的各个列，我们还可以优化代码，示例如下：

        featCount = sortDataMat.shape[-1]
        for i in range(featCount):
            sortColumnMat = sortDataMat[:, i, i]
            print('sortColumnMat第{0}列，内容为:\n{1}'.format(i, sortColumnMat))
---------------------------------------------
结果：
sortColumnMat第0列，内容为:
[[ 1]
 [ 4]
 [ 6]
 [ 7]
 [12]
 [21]]
sortColumnMat第1列，内容为:
[[ 2]
 [ 3]
 [ 5]
 [ 8]
 [ 9]
 [10]]
sortColumnMat第2列，内容为:
[[ 1]
 [ 2]
 [ 5]
 [10]
 [12]
 [13]]

 

到此，我们可以根据argsort(0)，正常获得各个列的从小到大的排序数据。我们还可以利用flatten来减少矩阵的行，实现降维，然后将矩阵转化为数据，示例：

        featCount = sortDataMat.shape[-1]
        for i in range(featCount):
            sortColumnMat = sortDataMat[:, i, i]
            # print('sortColumnMat第{0}列，内容为:\n{1}'.format(i, sortColumnMat))
            sortDataList = sortColumnMat.flatten().A[0]
            print('sortDataList，第{0}列对应的数组数据为：{1},类型为：{2}'.format(i, sortDataList, type(sortDataList)))
--------------------------------
结果：

sortDataList，第0列对应的数组数据为：[ 1 4 6 7 12 21], 类型为：<class 'numpy.ndarray'>
sortDataList，第1列对应的数组数据为：[ 2 3 5 8 9 10], 类型为：<class 'numpy.ndarray'>
sortDataList，第2列对应的数组数据为：[ 1 2 5 10 12 13], 类型为：<class 'numpy.ndarray'>

 

利用flatten()降维到一行数据，然后利用A转化为数组，[0]表示取里面的第一个数据，该数据类型为numpy的数组ndarray

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