Numpy如何检测两个数组是否相同

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引言

Numpy 是Python中用于科学计算的常用库，它提供了高效的数组处理方法和强大的数学运算功能。但是在实际应用中，我们经常需要检测两个数组是否相同，这时就需要用到 Numpy 中的 equal 函数。

在本文中，我们将介绍如何使用 Numpy 的 equal 函数来检测两个数组是否相同，并通过示例讲解如何使用该函数。

Numpy比较数组

在 Numpy 中，可以使用 equal 函数来比较两个数组是否相同。它返回一个布尔值，表示两个数组是否相同。

import numpy as np

a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([1, 2, 3])
c = np.array([1, 2, 4])

np.equal(a, b) # 输出 [True, True, True]
np.equal(a, c) # 输出 [True, True, False]

上面的代码中，我们首先创建了三个数组 a、b、c，分别为 [1, 2, 3]、[1, 2, 3]、[1, 2, 4]。然后使用 np.equal 函数来比较数组 a 和 b，以及数组 a 和 c 是否相同，输出结果分别为 [True, True, True] 和 [True, True, False]。

需要注意的是，如果两个数组的形状不同，即使元素相同，也会返回 False。因此，在比较两个数组是否相同时，需要先判断两个数组的形状是否相同。

import numpy as np

a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([[1, 2], [3, 4]])

np.equal(a, b) # 抛出 ValueError: shape mismatch: objects cannot be broadcast to a single shape

上面的代码中，我们首先创建了两个数组 a 和 b，其中 a 的形状为 (3,)，b 的形状为 (2, 2)。然后使用 np.equal 函数比较两个数组是否相同，由于它们的形状不同，因此报错抛出了 ValueError。

为了避免出现上述的错误，我们可以先通过 np.shape 函数获取两个数组的形状，然后判断它们是否相同，再进行比较。

import numpy as np

a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([1, 2, 3])
c = np.array([1, 2, 4])

if np.shape(a) == np.shape(b):
    print(np.equal(a, b)) # 输出 [True True True]

if np.shape(a) == np.shape(c):
    print(np.equal(a, c)) # 输出 [True True False]

示例

下面通过两个示例来展示如何使用 Numpy 中的 equal 函数检测两个数组是否相同。

示例1：判断一个数组是否包含另一个数组

假设我们有一个整数数组 a 和一个整数数组 b，我们希望判断数组 a 是否包含数组 b，即数组 b 的所有元素是否都在数组 a 中。下面是一个使用 Numpy 中的 equal 函数来实现的示例：

import numpy as np

def is_contain(a, b):
    """
    判断数组 a 是否包含数组 b，即数组 b 的所有元素是否都在数组 a 中。
    """
    if np.shape(a) < np.shape(b):
        return False

    for i in range(np.shape(a)[0] - np.shape(b)[0] + 1):
        if np.equal(a[i : i + np.shape(b)[0]], b).all():
            return True

    return False

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

print(is_contain(a, b)) # 输出 True
print(is_contain(a, c)) # 输出 False

上述代码中，我们首先定义了一个函数 is_contain，它的参数为数组 a 和数组 b，返回值为布尔值。在函数中，我们首先判断数组 a 和 b 的长度，如果数组 b 更长，则返回 False。然后我们使用一个循环遍历数组 a 内的所有子数组，检查每个子数组是否和数组 b 相同，如果存在则返回 True，否则返回 False。

最后我们使用示例数据 a、b 和 c 来测试函数 is_contain，分别输出 True 和 False。

示例2：判断两个二维数组是否相等

假设我们有两个二维数组 a 和 b，我们希望判断它们是否相等，即它们的元素是否全部相同。下面是一个使用 Numpy 中的 equal 函数来实现的示例：

import numpy as np

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

print(np.equal(a, b).all()) # 输出 True
print(np.equal(a, c).all()) # 输出 False

上述代码中，我们首先创建了两个二维数组 a 和 b，它们的元素都相同。然后我们使用 np.equal 函数比较两个数组，并使用 all 函数判断它们是否全部相同。最后输出结果为 True。

接着我们创建了数组 c，和数组 a 有相同的第一列，但是第二列不相同。然后使用 np.equal 函数比较数组 a 和数组 c，输出结果为 False。