关于python:在ndarray中查找float

Find float in ndarray

我试图在Ndarray中找到一个浮点数。由于我使用的软件包(ABAQUS),它的输出精度有点低。例如,10类似于10.00003。因此,我想知道是否有一种"正确"的方法来做到这一点,这比我的代码整洁。

示例代码:

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import numpy as np

array = np.arange(10)
number = 5.00001

如果我这样做:

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idx = np.where(number==array)[0][0]

则结果为空,因为5.00001不等于5。

现在我在做:

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atol = 1e-3 # Absolute tolerance
idx = np.where(abs(number-array) < atol)[0][0]

这很有效,而且不太乱…但我想有一个更整洁的方法来做这件事。谢谢!

附言:numpy.allclose()是另一种方法,但我需要使用number * np.ones([array.shape[0], array.shape[1]]),我觉得这仍然很冗长……

编辑:非常感谢大家的精彩回答!isclose()是我正在寻找的确切函数,我错过了它,因为它不在文档中…如果不是你们,在他们更新医生之前我不会意识到这一点。再次感谢!


PS: numpy.allclose() is another way to do it, but I need to use number * np.ones([array.shape[0], array.shape[1]]) and it still seems verbose to me...

你几乎不需要做像number * np.ones([array.shape[0], array.shape[1]])这样的事情。正如可以将该标量number乘以该ones数组,将其所有1值乘以number,也可以将该标量number传递给allclose,将原始数组的所有值与number进行比较。例如:

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>>> a = np.array([[2.000000000001, 2.0000000002], [2.000000000001, 1.999999999]])
>>> np.allclose(a, 2)
True

作为补充说明,如果您确实需要一个包含所有2的数组,那么有一种比将2乘以ones更简单的方法:

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>>> np.tile(2, array.shape)
array([[2, 2], [2, 2]])

关于这件事,我不知道你为什么要这么做。如果数组是二维的,这与array.shape完全相同。如果数组可能更大,它与array.shape[:2]完全相同。

我不确定这是否能解决你的实际问题,因为你似乎想知道哪些是接近的,哪些不是接近的,而不仅仅是它们是否都是。但事实上,如果不是因为创建数组过于冗长而无法与之相比,您说过可以使用allclose

所以,如果你需要whereclose,而不是allclose,那么,没有这样的功能。但是建立自己是很容易的,如果你反复做的话,你可以把它包起来。

如果您有一个类似于allcloseisclose方法,但是返回一个bool数组而不是单个bool,那么您可以只写:

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idx = np.where(isclose(a, b, 0, atol))[0][0]

…或者,如果你一次又一次地这样做:

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def whereclose(a, b, rtol=1e-05, atol=1e-08):
    return np.where(isclose(a, b, rtol, atol))

idx = whereclose(a, b, 0, atol)[0][0]

事实证明,numpy的1.7版确实有这个功能(请参见此处),但它似乎不在文档中。如果您不想依赖一个可能没有文档的函数,或者需要使用numpy 1.6,那么您可以自己编写它:

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def isclose(a, b, rtol=1e-05, atol=1e-08):
    return np.abs(a-b) <= (atol + rtol * np.abs(b))


如果您有最新的numpy(1.7),那么最好的方法是使用np.isclose,它将自动一起广播形状:

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import numpy as np
a = np.arange(10)
n = 5.000001
np.isclose(a, n).nonzero()
#(array([5]),)

或者,如果您只期望一个匹配:

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np.isclose(a, n).nonzero()[0][0]
#5

(np.nonzeronp.where基本相同,只是没有if条件then/else能力)


上面使用的方法,特别是abs(A - B) < atol,是跨多种语言进行浮点比较的标准方法。显然,当使用numpy A和/或B时,可以是数组或数字。

下面是另一种可能有用的方法。我不确定它是否适用于您的案例,但是如果您在数组中查找多个数字(这是一个常见的用例),它可能会非常有用。它的灵感来自这个类似的问题。

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import numpy as np

def find_close(a, b, rtol=1e-05, atol=1e-08):
    tol = atol + abs(b) * rtol
    lo = b - tol
    hi = b + tol
    order = a.argsort()
    a_sorted = a[order]
    left = a_sorted.searchsorted(lo)
    right = a_sorted.searchsorted(hi, 'right')
    return [order[L:R] for L, R in zip(left, right)]

a = np.array([2., 3., 3., 4., 0., 1.])
b = np.array([1.01, 3.01, 100.01])
print find_close(a, b, atol=.1)
# [array([5]), array([1, 2]), array([], dtype=int64)]