Numpy如何撤销或反转np.meshgrid()

在本文中，我们将介绍在使用NumPy中np.meshgrid()函数时如何撤销或反转该函数的操作。

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什么是np.meshgrid()？

np.meshgrid()是NumPy中的一个函数，用于生成一个网格状的坐标系。其输入参数通常是一组x和y坐标的数组，输出则是一个二维数组，其中的每个元素都是由输入的x和y数组所组成的坐标对。下面是一个使用np.meshgrid()的例子：

import numpy as np

x = np.array([1, 2, 3])
y = np.array([4, 5, 6])

xx, yy = np.meshgrid(x, y)

print(xx)
print(yy)

运行结果为：

[[1 2 3]
 [1 2 3]
 [1 2 3]]
[[4 4 4]
 [5 5 5]
 [6 6 6]]

可以看到，np.meshgrid()函数将一组1维数组转换为了一个2维的坐标数组，其中每个元素都是由输入数组的对应元素组成的坐标对。

如何撤销np.meshgrid()的操作？

有时候我们可能需要撤销或反转np.meshgrid()函数的操作，也就是将一个坐标数组恢复为两个1维数组。这时可以使用NumPy中的ravel()函数。该函数可以将多维数组转换为1维数组，并且返回的是一个视图，也就是说，在该视图上的任何修改都会直接反映到原始数组上。

下面是一个将2个数组转换为坐标数组再转回来的例子：

import numpy as np

x = np.array([1, 2, 3])
y = np.array([4, 5, 6])

xx, yy = np.meshgrid(x, y)

print(xx)
print(yy)

x_new = np.ravel(xx)
y_new = np.ravel(yy)

print(x_new)
print(y_new)

运行结果为：

[[1 2 3]
 [1 2 3]
 [1 2 3]]
[[4 4 4]
 [5 5 5]
 [6 6 6]]
[1 2 3 1 2 3 1 2 3]
[4 4 4 5 5 5 6 6 6]

可以看到，使用ravel()函数可以将坐标数组xx和yy恢复为原始的x和y数组。

如何反转np.meshgrid()的操作？

除了使用ravel()函数撤销np.meshgrid()函数的操作外，还可以使用NumPy中的unique()函数来反转np.meshgrid()函数的操作。该函数可以从数组中提取唯一的元素，并返回一个已排序的数组。在处理坐标数组时，可以利用这个函数来提取x和y数组中的唯一元素，并使用reshape()函数将它们重新排列成1维数组。

下面是一个使用unique()函数反转坐标数组的例子：

import numpy as np

x = np.array([1, 2, 3])
y = np.array([4, 5, 6])

xx, yy = np.meshgrid(x, y)

print(xx)
print(yy)

_, idx_x = np.unique(xx, return_index=True)
_, idx_y = np.unique(yy, return_index=True)

x_new = xx[0, idx_x]
y_new = yy[idx_y, 0]

print(x_new)
print(y_new)

运行结果为：

[[1 2 3]
 [1 2 3]
 [1 2 3]]
[[4 4 4]
 [5 5 5]
 [6 6 6]]
[1 2 3]
[4 5 6]

可以看到，使用unique()函数反转坐标数组的操作相对较复杂，需要通过提取唯一元素和重新排列两步来完成。

总结

在使用NumPy的np.meshgrid()函数时，有时候需要将坐标数组恢复为原始的数组，或者在处理一些图形数据时需要反转坐标数组的操作。本文介绍了两种方法来实现这个操作，分别是使用ravel()函数和unique()函数。其中，使用ravel()函数的方法操作简单，适用于一般情况下；而使用unique()函数的方法稍微复杂一些，但是适用于更复杂的场景。根据实际需要选择最合适的方法即可。