每行保留 csr_matrix 个最大的 6 个元素
Keep in csr_matrix per row the 6 biggest elements
我有一个Pythonscipy
csr_matrix
如下
A = csr_matrix(np.random.choice(a=[0, 1, 2, 3, 4],
p=[0.35, 0.2, 0.15, 0.15, 0.15],
size=[10, 12]))
密集表示将是:
[[0 2 1 2 1 0 2 0 4 2 1 2]
[0 0 1 0 2 1 0 0 0 1 4 0]
[1 3 3 2 1 1 3 0 0 4 2 0]
[4 0 0 0 0 1 1 2 1 3 0 3]
[3 0 3 1 1 3 0 3 4 4 4 0]
[0 4 0 3 0 4 4 4 0 0 3 2]
[0 3 0 0 3 0 1 0 3 0 0 0]
[0 2 0 1 2 0 4 1 3 2 1 0]
[0 2 0 4 1 1 1 3 4 2 1 1]
[0 2 3 0 3 0 4 2 3 0 4 1]]
现在,我希望每行保留六个最大的元素,并将其余元素设置为零。如果有多个元素相等,选择哪一个留下,哪一个置零并不重要,只要每行只有六个非零元素即可。我们可以说索引较低的元素保留下来。上面矩阵的预期结果将是(手动制作):
[[0 2 1 2 0 0 2 0 4 2 0 2]
[0 0 1 0 2 1 0 0 0 1 4 0]
[1 3 3 2 0 0 3 0 0 4 2 0]
[4 0 0 0 0 1 1 2 0 3 0 3]
[3 0 3 0 0 3 0 0 4 4 4 0]
[0 4 0 3 0 4 4 4 0 0 3 0]
[0 3 0 0 3 0 1 0 3 0 0 0]
[0 2 0 1 2 0 4 0 3 2 0 0]
[0 2 0 4 1 0 0 3 4 2 0 0]
[0 2 3 0 3 0 4 0 3 0 4 0]]
我可以想出一种通过遍历行来实现此目的的方法,但所讨论的实际矩阵很大,所以我更愿意将循环保持在最低限度。有没有人知道如何开始解决这个问题?
编辑
以下代码片段完全符合我的要求,但效率极低。以这种方式转换 3000 x 300 矩阵需要 9.3 秒。
from timeit import timeit
import warnings
from scipy.sparse import csr_matrix, SparseEfficiencyWarning
import numpy as np
__updated__ = '2015-03-12'
def random_csr_matrix():
np.random.seed(1)
A = csr_matrix(np.random.choice(a=[0, 1, 2, 3, 4],
p=[0.35, 0.2, 0.15, 0.15, 0.15],
size=[3000, 300]))
return A
def keep_top_N_in_csr_matrix(A, N):
warnings.simplefilter('ignore', SparseEfficiencyWarning)
# print ('\nBefore:')
# print (A.todense())
N_rows = A.shape[0]
for i in range(N_rows):
row = np.squeeze(np.asarray(A.getrow(i).todense()))
A[i, :] = keep_top_N_in_np_array(row, N)
# print ('\nAfter:')
# print (A.todense())
def keep_top_N_in_np_array(A, N):
assert (A >= 0).all(), 'All elements shall be nonnegative'
for _ in range(N):
i_max = A.argmax()
A[i_max] = -A[i_max]
A = np.array([-i if i < 0 else 0 for i in A])
return A
def doit_once():
A = random_csr_matrix()
keep_top_N_in_csr_matrix(A, 6)
if __name__ == '__main__':
print (timeit(doit_once, number=1))
这对我有用
import numpy as np
import numpy.random
A = numpy.random.randint(5,size=(10,15))
s = A.shape
print A
ind = np.argsort(A)[:,:s[1]-6]
rows = np.arange(s[0])[:,None]
A[rows,ind] = 0
print A
输出:
[[4 3 4 1 1 1 1 2 2 1 1 3 0 4 3]
[2 2 4 1 3 2 1 4 3 3 4 1 0 0 1]
[2 3 3 0 4 0 2 3 3 1 0 1 3 3 0]
[1 0 0 1 4 1 0 0 4 2 2 3 2 1 0]
[4 2 1 4 4 1 3 0 3 0 2 2 3 1 0]
[0 0 0 4 2 1 0 3 0 2 3 3 0 0 3]
[0 2 2 4 2 3 2 3 3 2 0 4 4 1 2]
[4 0 0 2 4 2 4 3 4 4 4 2 1 4 3]
[1 0 2 0 0 4 4 3 3 4 2 0 2 1 0]
[0 4 0 1 0 3 4 3 2 2 2 3 0 1 2]]
[[4 3 4 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 4 3]
[0 0 4 0 3 0 0 4 3 3 4 0 0 0 0]
[0 0 3 0 4 0 0 3 3 0 0 0 3 3 0]
[0 0 0 0 4 0 0 0 4 2 2 3 2 0 0]
[4 0 0 4 4 0 3 0 3 0 0 0 3 0 0]
[0 0 0 4 0 0 0 3 0 2 3 3 0 0 3]
[0 0 0 4 0 3 0 3 3 0 0 4 4 0 0]
[0 0 0 0 4 0 4 0 4 4 4 0 0 4 0]
[0 0 0 0 0 4 4 3 3 4 0 0 2 0 0]
[0 4 0 0 0 3 4 3 0 0 0 3 0 0 2]]
这是一个对 csr_matrix
中的每一行进行操作的解决方案:
import numpy as np
from scipy.sparse import *
import scipy as sp
A = csr_matrix(
np.random.choice(a=[0, 1, 2, 3, 4],
p=[0.35, 0.2, 0.15, 0.15, 0.15],
size=[10, 12])
)
B = A.copy()
print A.todense()
for i in range(10):
# Get the row slice, not a copy, only the non zero elements
row_array = A.data[A.indptr[i]: A.indptr[i+1]]
if row_array.shape[0] <= 6:
# Not more than six elements
continue
# only take the six last elements in the sorted indeces
row_array[np.argsort(row_array)[:-6]] = 0
print 'A_mod: ', A.todense()
print 'B: ', B.todense()
print B.todense() - A.todense()
在循环的每次迭代中,您得到的不是每一行的副本,而是一个引用。所以对 row_array
的修改也会改变稀疏矩阵 A
中的相应行。您可以调整循环中的行操作以满足更具体的条件。
更新:
在其他答案的启发下,改为使用 argsort
或 sort
。进行此调整后,稀疏矩阵中将仅保留六个元素。
我有一个Pythonscipy
csr_matrix
如下
A = csr_matrix(np.random.choice(a=[0, 1, 2, 3, 4],
p=[0.35, 0.2, 0.15, 0.15, 0.15],
size=[10, 12]))
密集表示将是:
[[0 2 1 2 1 0 2 0 4 2 1 2]
[0 0 1 0 2 1 0 0 0 1 4 0]
[1 3 3 2 1 1 3 0 0 4 2 0]
[4 0 0 0 0 1 1 2 1 3 0 3]
[3 0 3 1 1 3 0 3 4 4 4 0]
[0 4 0 3 0 4 4 4 0 0 3 2]
[0 3 0 0 3 0 1 0 3 0 0 0]
[0 2 0 1 2 0 4 1 3 2 1 0]
[0 2 0 4 1 1 1 3 4 2 1 1]
[0 2 3 0 3 0 4 2 3 0 4 1]]
现在,我希望每行保留六个最大的元素,并将其余元素设置为零。如果有多个元素相等,选择哪一个留下,哪一个置零并不重要,只要每行只有六个非零元素即可。我们可以说索引较低的元素保留下来。上面矩阵的预期结果将是(手动制作):
[[0 2 1 2 0 0 2 0 4 2 0 2]
[0 0 1 0 2 1 0 0 0 1 4 0]
[1 3 3 2 0 0 3 0 0 4 2 0]
[4 0 0 0 0 1 1 2 0 3 0 3]
[3 0 3 0 0 3 0 0 4 4 4 0]
[0 4 0 3 0 4 4 4 0 0 3 0]
[0 3 0 0 3 0 1 0 3 0 0 0]
[0 2 0 1 2 0 4 0 3 2 0 0]
[0 2 0 4 1 0 0 3 4 2 0 0]
[0 2 3 0 3 0 4 0 3 0 4 0]]
我可以想出一种通过遍历行来实现此目的的方法,但所讨论的实际矩阵很大,所以我更愿意将循环保持在最低限度。有没有人知道如何开始解决这个问题?
编辑
以下代码片段完全符合我的要求,但效率极低。以这种方式转换 3000 x 300 矩阵需要 9.3 秒。
from timeit import timeit
import warnings
from scipy.sparse import csr_matrix, SparseEfficiencyWarning
import numpy as np
__updated__ = '2015-03-12'
def random_csr_matrix():
np.random.seed(1)
A = csr_matrix(np.random.choice(a=[0, 1, 2, 3, 4],
p=[0.35, 0.2, 0.15, 0.15, 0.15],
size=[3000, 300]))
return A
def keep_top_N_in_csr_matrix(A, N):
warnings.simplefilter('ignore', SparseEfficiencyWarning)
# print ('\nBefore:')
# print (A.todense())
N_rows = A.shape[0]
for i in range(N_rows):
row = np.squeeze(np.asarray(A.getrow(i).todense()))
A[i, :] = keep_top_N_in_np_array(row, N)
# print ('\nAfter:')
# print (A.todense())
def keep_top_N_in_np_array(A, N):
assert (A >= 0).all(), 'All elements shall be nonnegative'
for _ in range(N):
i_max = A.argmax()
A[i_max] = -A[i_max]
A = np.array([-i if i < 0 else 0 for i in A])
return A
def doit_once():
A = random_csr_matrix()
keep_top_N_in_csr_matrix(A, 6)
if __name__ == '__main__':
print (timeit(doit_once, number=1))
这对我有用
import numpy as np
import numpy.random
A = numpy.random.randint(5,size=(10,15))
s = A.shape
print A
ind = np.argsort(A)[:,:s[1]-6]
rows = np.arange(s[0])[:,None]
A[rows,ind] = 0
print A
输出:
[[4 3 4 1 1 1 1 2 2 1 1 3 0 4 3]
[2 2 4 1 3 2 1 4 3 3 4 1 0 0 1]
[2 3 3 0 4 0 2 3 3 1 0 1 3 3 0]
[1 0 0 1 4 1 0 0 4 2 2 3 2 1 0]
[4 2 1 4 4 1 3 0 3 0 2 2 3 1 0]
[0 0 0 4 2 1 0 3 0 2 3 3 0 0 3]
[0 2 2 4 2 3 2 3 3 2 0 4 4 1 2]
[4 0 0 2 4 2 4 3 4 4 4 2 1 4 3]
[1 0 2 0 0 4 4 3 3 4 2 0 2 1 0]
[0 4 0 1 0 3 4 3 2 2 2 3 0 1 2]]
[[4 3 4 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 4 3]
[0 0 4 0 3 0 0 4 3 3 4 0 0 0 0]
[0 0 3 0 4 0 0 3 3 0 0 0 3 3 0]
[0 0 0 0 4 0 0 0 4 2 2 3 2 0 0]
[4 0 0 4 4 0 3 0 3 0 0 0 3 0 0]
[0 0 0 4 0 0 0 3 0 2 3 3 0 0 3]
[0 0 0 4 0 3 0 3 3 0 0 4 4 0 0]
[0 0 0 0 4 0 4 0 4 4 4 0 0 4 0]
[0 0 0 0 0 4 4 3 3 4 0 0 2 0 0]
[0 4 0 0 0 3 4 3 0 0 0 3 0 0 2]]
这是一个对 csr_matrix
中的每一行进行操作的解决方案:
import numpy as np
from scipy.sparse import *
import scipy as sp
A = csr_matrix(
np.random.choice(a=[0, 1, 2, 3, 4],
p=[0.35, 0.2, 0.15, 0.15, 0.15],
size=[10, 12])
)
B = A.copy()
print A.todense()
for i in range(10):
# Get the row slice, not a copy, only the non zero elements
row_array = A.data[A.indptr[i]: A.indptr[i+1]]
if row_array.shape[0] <= 6:
# Not more than six elements
continue
# only take the six last elements in the sorted indeces
row_array[np.argsort(row_array)[:-6]] = 0
print 'A_mod: ', A.todense()
print 'B: ', B.todense()
print B.todense() - A.todense()
在循环的每次迭代中,您得到的不是每一行的副本,而是一个引用。所以对 row_array
的修改也会改变稀疏矩阵 A
中的相应行。您可以调整循环中的行操作以满足更具体的条件。
更新:
在其他答案的启发下,改为使用 argsort
或 sort
。进行此调整后,稀疏矩阵中将仅保留六个元素。