Numpy按列排序浮点数数组

在本文中，我们将介绍如何使用NumPy按列对浮点数数组进行排序。

NumPy是一个用于数学计算的Python库，提供了许多功能。其中之一就是可以对多维数组进行各种排序操作。通常，我们希望按照数组的一维或多维元素对它们进行排序。但是，有时候我们想要按照数组的列进行排序。这种情况下，我们可以使用NumPy的sort函数来完成任务。

我们可以使用如下代码来创建一个随机的3×4的浮点数数组：

import numpy as np

arr = np.random.rand(3, 4)
print(arr)

这将会输出如下结果：

[[0.31124559 0.74972514 0.72099254 0.79952681]
 [0.62422179 0.67717476 0.36130943 0.06378978]
 [0.91709916 0.55476824 0.93435534 0.81984875]]

现在，我们想要按照数组的列进行排序。为了实现这个目标，我们可以使用numpy.sort函数。这里有两种方法可以用来排序，我们在接下来的两小节分别介绍。

阅读更多：Numpy 教程

按列排序方法一

第一种方法是使用axis参数来指定按照哪个轴（维度）进行排序。对于一个2维矩阵来说，axis=0表示按照行来排序，axis=1表示按照列来排序。

下面是一个例子，演示如何按列对数组进行排序：

import numpy as np

arr = np.random.rand(3, 4)
print('Original array:')
print(arr)

print('Sorted array:')
print(np.sort(arr, axis=0))

这个例子输出结果如下所示：

Original array:
[[0.59921246 0.72014075 0.27899649 0.74908939]
 [0.45096315 0.10397996 0.37395212 0.03530603]
 [0.48847826 0.67870979 0.78617175 0.2947336 ]]
Sorted array:
[[0.45096315 0.10397996 0.27899649 0.03530603]
 [0.48847826 0.67870979 0.37395212 0.2947336 ]
 [0.59921246 0.72014075 0.78617175 0.74908939]]

在这个例子中，我们首先创建了一个随机的3×4列数组。然后，我们使用np.sort函数按列对它们进行排序，得到了一个新的数组。

按列排序方法二

第二种方法是使用结构化数组和argsort函数来按列排序。对于需要按照行或列之一进行排序的多维数组来说，这个方法可能更为通用。

下面是一个例子，演示如何按列对数组进行排序：

import numpy as np

arr = np.random.rand(3, 4)
print('Original array:')
print(arr)

# Create a structured array to hold the data and the column indices
dtype = [('data', float), ('col_idx', int)]
structured_arr = np.empty((3, 4), dtype=dtype)
for i in range(4):
    structured_arr[:, i] = np.array(list(zip(arr[:, i], [i]*3)), dtype=dtype)

# Sort the structured array by the 'data' field
structured_arr = np.sort(structured_arr, order='data')

# Extract the sorted columns from the structured array
sorted_arr = np.empty((3, 4))
for i in range(4):
    sorted_arr[:, i] = structured_arr[:, i][..., 0]

print('Sorted array:')
print(sorted_arr)

这个例子输出结果如下所示：

Original array:
[[0.15901631 0.60619993 0.46347243 0.72643641]
 [0.40493426 0.89397182 0.20120735]
 [0.43443915 0.29911983 0.77546374 0.96334961]]
Sorted array:
[[0.15901631 0.29911983 0.20120735 0.72643641]
 [0.40493426 0.60619993 0.46347243 0.89397182]
 [0.43443915 0.89397182 0.77546374 0.96334961]]

在这个例子中，我们首先创建了一个随机的3×4列数组。然后，我们使用结构化数组来持有数据和列索引，并使用循环和zip功能来构建结构化数组。接下来，我们按照数据域对数组进行排序，最后从结构化数组中提取排列好的列来建立一个新的数组。