比较两个NumPy数组的元素是否相等

oipij1gg  于 2023-03-08  发布在  其他
关注(0)|答案(8)|浏览(278)

比较两个NumPy数组是否相等的最简单方法是什么(其中相等定义为:A = B当且仅当对所有指数i:A[i] == B[i])?
简单地使用==就可以得到一个布尔数组:

>>> numpy.array([1,1,1]) == numpy.array([1,1,1])

array([ True,  True,  True], dtype=bool)

我是否必须and这个数组的元素来确定数组是否相等,或者是否有更简单的比较方法?

p8ekf7hl

p8ekf7hl1#

(A==B).all()

测试数组(A == B)的所有值是否为True。
注意:也许您还想测试A和B形状,例如A.shape == B.shape

    • 特殊情况和备选方案**(来自dbaupp的答复和yoavram的评论)

应当指出的是:

  • 该解决方案在特定情况下可能具有奇怪的行为:如果AB为空,而另一个包含单个元素,则返回True。由于某种原因,比较A==B返回空数组,对于该空数组,all运算符返回True
  • 另一个风险是,如果AB的形状不同,并且不可广播,则此方法将引发错误。

总之,如果您对AB形状有疑问或只是想确保安全:使用以下专用函数之一:

np.array_equal(A,B)  # test if same shape, same elements values
np.array_equiv(A,B)  # test if broadcastable shape, same elements values
np.allclose(A,B,...) # test if same shape, elements have close enough values
vngu2lb8

vngu2lb82#

(A==B).all()的解决方案非常简洁,但是有一些内置函数可以完成这项任务,即array_equalallclosearray_equiv
(不过,对timeit的一些快速测试似乎表明(A==B).all()方法是最快的,这有点奇怪,因为它必须分配一个全新的数组。)

8i9zcol2

8i9zcol23#

如果要检查两个数组是否具有相同的shape AND elements,则应使用np.array_equal,因为这是文档中推荐的方法。
性能方面,不要期望任何一个相等性检查都能胜过另一个,因为没有太多的空间来优化comparing two elements

import numpy as np
import timeit

A = np.zeros((300, 300, 3))
B = np.zeros((300, 300, 3))
C = np.ones((300, 300, 3))

timeit.timeit(stmt='(A==B).all()', setup='from __main__ import A, B', number=10**5)
timeit.timeit(stmt='np.array_equal(A, B)', setup='from __main__ import A, B, np', number=10**5)
timeit.timeit(stmt='np.array_equiv(A, B)', setup='from __main__ import A, B, np', number=10**5)
> 51.5094
> 52.555
> 52.761

所以基本上是一样的,不用说速度了。
(A==B).all()的行为与以下代码片段非常相似:

x = [1,2,3]
y = [1,2,3]
print all([x[i]==y[i] for i in range(len(x))])
> True
pbossiut

pbossiut4#

让我们使用以下代码段来度量性能。

import numpy as np
import time

exec_time0 = []
exec_time1 = []
exec_time2 = []

sizeOfArray = 5000
numOfIterations = 200

for i in xrange(numOfIterations):

    A = np.random.randint(0,255,(sizeOfArray,sizeOfArray))
    B = np.random.randint(0,255,(sizeOfArray,sizeOfArray))

    a = time.clock() 
    res = (A==B).all()
    b = time.clock()
    exec_time0.append( b - a )

    a = time.clock() 
    res = np.array_equal(A,B)
    b = time.clock()
    exec_time1.append( b - a )

    a = time.clock() 
    res = np.array_equiv(A,B)
    b = time.clock()
    exec_time2.append( b - a )

print 'Method: (A==B).all(),       ', np.mean(exec_time0)
print 'Method: np.array_equal(A,B),', np.mean(exec_time1)
print 'Method: np.array_equiv(A,B),', np.mean(exec_time2)
    • 产出**
Method: (A==B).all(),        0.03031857
Method: np.array_equal(A,B), 0.030025185
Method: np.array_equiv(A,B), 0.030141515

根据上面的结果,numpy方法似乎比**==操作符和all()方法的组合更快,通过比较numpy方法,最快的方法似乎是numpy.array_equal**方法。

ncgqoxb0

ncgqoxb05#

通常两个数组会有一些小的数值误差,
可以使用numpy.allclose(A,B),而不是(A==B).all()。这将返回布尔值True/False

ukxgm1gy

ukxgm1gy6#

现在使用np.array_equal。来自文档:

np.array_equal([1, 2], [1, 2])
True
np.array_equal(np.array([1, 2]), np.array([1, 2]))
True
np.array_equal([1, 2], [1, 2, 3])
False
np.array_equal([1, 2], [1, 4])
False
dfddblmv

dfddblmv7#

在其他答案的基础上,现在可以使用Assert:

numpy.testing.assert_array_equal(x, y)

您也有类似的函数,例如numpy.testing.assert_almost_equal()
https://numpy.org/doc/stable/reference/generated/numpy.testing.assert_array_equal.html

uqdfh47h

uqdfh47h8#

为了完整起见,我将添加Pandas方法来比较两个数组:

import numpy as np
a = np.arange(0.0, 10.2, 0.12)
b = np.arange(0.0, 10.2, 0.12)
ap = pd.DataFrame(a)
bp = pd.DataFrame(b)

ap.equals(bp)
True

FYI:如果您正在寻找如何在R中比较向量、数组或 Dataframe ,您可以用途:

identical(iris1, iris2)
#[1] TRUE
all.equal(array1, array2)
#> [1] TRUE

相关问题