【numpy】ndarray 多維數組的維數和軸號分析總結

numpy中ndarray定義了多維數組，但是維數和軸號（axis）特別容易混淆，因此作了以下分析總結。

維數的判斷（2種方法）

1、數左方括號“ [ ”的個數，如下圖就是4維數組（有四個左括號，是4維）

2、查看shape屬性的輸出元組元素個數（有四個元素，也是4維）

軸號的判斷（從左向右依次是0，1，2...)

軸號可以數左括號“[”的順序得到，從左到右依次是0，1，2... ，下面以sum函數進行驗證。

1、sum(axis=0)

沿着0號軸進行求和，即將0號軸壓縮爲一個值，等效去除0號軸，最終結果由（2，3，2，4）變爲（3，2，4）

沿0號軸範圍內有2個shape爲（3，2，4）的元素，如下所示。

進行sum(axis=0)操作，即將兩個元素疊起來求和，變成了1個（3，2，4）的元素，此時的1維的括號“[”失去意義，被去除，最後結果是（3，2，4）三個軸

 

2、sum(axis=1)

沿1號軸進行求和，1號軸被壓縮去除，最後結果是（2，2，4）結構

1號軸內結構爲3個（2，4）結構的元素，如下圖所示

將3個元素按位求和的1個（2，4）結構，而0號軸包含2個1號軸組織的結構，首先得到的結果（2，1，2，4），1失去意義被去除，最後結果是（2，2，4）

3、sum(axis=2)

沿2號軸求和，2號軸被壓縮去除，最後結果（2，3，4）結構

2號軸包含2個（ 4 ）結構，如下圖所示

將2個元素求和得1個（4）結構，首先得到（2，3，1，4）結構，去除值爲1的軸（失去意義），最後的（2，3，4）結構

4、sum(axis=3)

沿3號軸求和，3號軸被壓縮去除，最後結果（2，3，2）結構

3號軸包含4個 1 元結構，如下圖所示

將4個元素求和得1個1元結構，間接得到（2，3，2，1）結構，去除值爲1的軸（失去意義），最後的（2，3，2）結構

更多驗證

以下爲多加了2組括號（總共6個），結果變成了6維（1，1，2，3，2，4）

案例代碼

import numpy as np

a = np.array([[[[ 0,  1,  2, 3],
                [ 4,  5,  6, 7]],
               [[ 8, 9, 10, 11],
                [12, 13, 14, 16]],
               [[17, 18, 19, 20],
                [21, 22, 23, 25]]],
              [[[ 0,  1,  2, 3],
                [ 4,  5,  6, 7]],
               [[ 8, 9, 10, 11],
                [12, 13, 14, 16]],
               [[17, 18, 19, 20],
                [21, 22, 23, 25]]]])
print(a)
print(a.shape)

a0 = a.sum(axis=0)
print(a0)
print(a0.shape)


a1 = a.sum(axis=1)
print(a1)
print(a1.shape)


a2 = a.sum(axis=2)
print(a2)
print(a2.shape)

a3 = a.sum(axis=3)
print(a3)
print(a3.shape)