合并数组

NumPy 的 Stack 相关方法能将两个以上的数组，合并为单一个数组，这篇教学将会介绍 NumPy 里合并数组的做法。

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 )

合并数组项目的方法

NumPy 有下列几种合并数组项目的方法：

numpy.concatenate()

numpy.concatenate() 会将多个“同样形状”的数组，依序连接为新数组，如果数组形状不同，合并会发生错误。下方的程序会将 a、b、c 三个数组，依序连接为新数组 ( 同样都是一维数组不考虑内容多寡 )。

import numpy as np

a = np.array([1])
b = np.array([2,2])
c = np.array([3,3,3])
d = np.concatenate((a, b, c))
print(d)   # [1 2 2 3 3 3]

下方的程序会将 a 和 b 两个分别是 3x2 和 2x2 的数组，连接成一个新的 5x2 数组。

import numpy as np

a = np.array([[1,1],[2,2],[3,3]])
b = np.array([[4,4],[5,5]])
c = np.concatenate((a, b))
print(c)
'''
[[1 1]
 [2 2]
 [3 3]
 [4 4]
 [5 5]
 [6 6]]
'''

numpy.concatenate() 还可以设定参数 axis，0 表示 row 轴 ( 默认值 )，1 为 column 轴，如果数组形状不同，合并会发生错误。

import numpy as np

a = np.array([[1,1],[2,2],[3,3]])      # 3x2 陣列
b = np.array([[4,4],[5,5],[6,6]])      # 3x2 陣列
# b = np.array([[4,4],[5,5],[6,6,6]])  # 如果 b 的形狀和 a 不同，會發生錯誤
c = np.concatenate((a, b), axis=0)     # axis 設定為 0
print(c)                               # 連接變成 6x2 陣列
'''
[[1 1]
 [2 2]
 [3 3]
 [4 4]
 [5 5]
 [6 6]]
'''
d = np.concatenate((a, b), axis=1)     # axis 設定為 1
print(d)                               # 連接變成 3x4 陣列
'''
[[1 1 4 4]
 [2 2 5 5]
 [3 3 6 6]]
'''

numpy.stack()

numpy.stack() 会将多个“同样形状”的数组，依序堆积为新数组，如果数组形状不同，合并会发生错误。下方的程序会将 a、b、c 三个形状相同的 1x2 数组，依序合并一个 1x6 的新数组。

import numpy as np

a = np.array([1,1])
b = np.array([2,2])
c = np.array([3,3])
d = np.concatenate((a, b, c))
print(d)   # [1 1 2 2 3 3]

numpy.stack() 还可以设定参数 axis，0 表示 row 轴 ( 默认值 )，1 为 column 轴，如果数组形状不同，合并会发生错误。

import numpy as np

a = np.array([[1,1],[2,2],[3,3]])  # 3x2 的陣列
b = np.array([[4,4],[5,5],[6,6]])  # 3x2 的陣列
c = np.stack((a, b), axis=0)       # axis 設定為 0
print(c)                           # 堆積成為 2x3x2 的陣列
'''
[[[1 1]
  [2 2]
  [3 3]]
 [[4 4]
  [5 5]
  [6 6]]]
'''
d = np.stack((a, b), axis=1)       # axis 設定為 1
print(d)                           # 堆積成為 3x2x2 的陣列
'''
[[[1 1]
  [4 4]]
 [[2 2]
  [5 5]]
 [[3 3]
  [6 6]]]
'''

numpy.hstack()、numpy.vstack()

numpy.hstack()、numpy.vstack() 会将多个“同形状”的数组，“水平”或“垂直”合并为新数组。

a = np.array([[1,1],[2,2],[3,3]])   # 3x2 陣列
b = np.array([[4,4],[5,5],[6,6]])   # 3x2 陣列
c = np.hstack((a, b))               # 水平合併
print(c)                            # 變成 3x4 的陣列
'''
[[1 1 4 4]
 [2 2 5 5]
 [3 3 6 6]]
'''
d = np.vstack((a, b))               # 垂直合併
print(d)                            # 變成 6x2 的陣列
'''
[[1 1]
 [2 2]
 [3 3]
 [4 4]
 [5 5]
 [6 6]]
'''

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