三角矩阵numpy的累积和

Question

假设我有以下 numpy array:

a = np.array([[1.0, 2.0, 3.0], [1.0, 2.0, 3.0], [1.0, 2.0, 3.0]])

我想要这样的累积和数组：

a.cumsum(axis=1)
array([[ 1.,  3.,  6.],
       [ 1.,  3.,  6.],
       [ 1.,  3.,  6.]])

有什么方法可以对三角形做同样的事情吗array/matrix？

b = np.array([[1.0, 2.0, 3.0], [2.0, 3.0], [3.0]])

基本上是以下结果：

array([[1.0, 2.0, 3.0], [2.0, 5.0], [3.0]], dtype=object)

我尝试了以下操作，但收到以下错误消息：

b.cumsum(axis=1)

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py", line 2881, in run_code
    exec(code_obj, self.user_global_ns, self.user_ns)
  File "<ipython-input-76-831556b68f3f>", line 1, in <module>
    b.cumsum(axis=1)
ValueError: axis(=1) out of bounds

我是否应该尝试重新定义 b 以获得 nan 值？我想避免在较小的数组末尾添加零（我的真实数组可能包含零，对我来说这与根本没有值不同）。

Answer 1

这个问题是基于错误的前提。 NumPy 中没有三角数组这样的东西，所以问如何求 1 的累加是没有意义的。如果你写

b = np.array([[1.0, 2.0, 3.0], [2.0, 3.0], [3.0]])

你得到一个一维数组array([object, object, object])。这里没有矩阵结构，没有要交换的轴，没有要应用的 ufunc，实际上与 NumPy 无关。只是一堆 Python 恰好是 Python 列表的对象（它们不是 NumPy 数组）。

用 NaN 表示缺失值是很常见的事情。

row_list = [[1.0, 2.0, 3.0], [2.0, 3.0], [3.0]]
max_length = max([len(row) for row in row_list])
b = np.array([row + [np.nan]*(max_length - len(row)) for row in row_list])

现在 b 是一个诚实的浮点数据类型 NumPy 数组，您可以对其应用 cumsum 或其他任何内容。

b.cumsum(axis=1)

returns

array([[  1.,   3.,   6.],
       [  2.,   5.,  nan],
       [  3.,  nan,  nan]])

有 masked array 模块可处理此类更复杂的事情，但 NaN 填充对于参差不齐的矩阵的基本操作效果很好。其他一些可以做的事情：

np.nansum(b, axis=1)    # sum, ignoring NaN 
np.nanmean(b, axis=1)   # mean, ignoring NaN
np.isnan(b)             # find where NaN are in the array

三角矩阵numpy的累积和

Cumulative sum of triangular matrix numpy

arrays

numpy

matrix

cumsum