迭代数组

面对多维数组，时常会需要使用“迭代”的方式，一次一次重复赋值或取值来操作数组，这篇教学将会介绍 NumPy 里迭代数组的方法。

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

迭代数组的方法

NumPy 有下列几种迭代数组的方法：

单纯读取

单纯透过 for 循环，就能读取多维度数组的数据。

import numpy as np

a = np.array([1,2,3,4,5,6])
for i in a:
    print(i, end=' ')      # 1 2 3 4 5 6

b = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])
for i in b:
    print(i, end=' ')      # [1 2 3] [4 5 6]

for i in b:
    for j in i:
        print(j, end=' ')    # 1 2 3 4 5 6

numpy.nditer()

numpy.nditer() 方法可以将数组转换成 nditer 对象，使用后能快速迭代多维数组内的所有元素，进行更灵活的进行操作，以下方的例子而言，如果要取出三维数组内的元素，需要使用三层 for 循环，但如果将数据转换成 nditer 对象，只需要使用一次 for 循环就能取出全部的数据。

import numpy as np

b = np.array([[[1,2],[3,4]],[[5,6],[7,8]]])
for i in b:
    for j in i:
        for k in j:
            print(k, end=' ')    # 1 2 3 4 5 6 7 8 使用三次 for 迴圈，一層層取出資料
print()
for i in np.nditer(b):
    print(i, end= ' ')           # 1 2 3 4 5 6 7 8 只使用一次 for 迴圈

下方的例子，可以快速地取出每个数组元素的第一与第三个项目 (“...”代表所有元素，“::2”表示间隔两个取值)。

import numpy as np

a = np.array([[[1,2,3],[4,5,6]],[[7,8,9],[10,11,12]]])
for i in np.nditer(a[...,::2]):
    print(i, end= ' ')      # 1 3 4 6 7 9 10 12

nditer 有多个参数可以设定，例如 flags、op_flags、op_dtypes、order...等，透过设定参数的方式可以指定迭代后的数据长相。

详细参数说明参考：numpy.nediter

下方的例子设定 flags 为 ['external_loop']，印出时会将原本两个两个的结果分组。

import numpy as np

a = np.array([[[1,2,3],[4,5,6]],[[7,8,9],[10,11,12]]])
for i in np.nditer(a[...,::2], flags=['external_loop']):
    print(i, end= ' ')    # [1 3] [4 6] [7 9] [10 12]

下方的例子会按照 C 方式或 F 方式进行排序取值。

import numpy as np

a = np.array([[[1,2,3],[4,5,6]],[[7,8,9],[10,11,12]]])
for i in np.nditer(a[...,::2], order='C'):
    print(i, end= ' ')    # 1 3 4 6 7 9 10 12
print()
for i in np.nditer(a[...,::2], order='F'):
    print(i, end= ' ')    #  7 4 10 3 9 6 12

numpy.ndenumerate()

numpy.ndenumerate() 会回传迭代数组时，该元素的索引值，下方的例子会印出这个元素的位置 ( 例如 4 位在 [0,1,0] 的位置 )

import numpy as np

a = np.array([[[1,2,3],[4,5,6]],[[7,8,9],[10,11,12]]])
for i,j in np.ndenumerate(a):
    print(i,j)
'''
(0, 0, 0) 1
(0, 0, 1) 2
(0, 0, 2) 3
(0, 1, 0) 4
(0, 1, 1) 5
(0, 1, 2) 6
(1, 0, 0) 7
(1, 0, 1) 8
(1, 0, 2) 9
(1, 1, 0) 10
(1, 1, 1) 11
(1, 1, 2) 12
'''

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