Numpy将整数转换为适当填充的二进制数组

在本文中，我们将介绍如何使用Numpy将整数转换为等长的二进制数组，并进行适当的填充。

阅读更多：Numpy 教程

转换整数为等长的二进制数组

首先，我们需要将整数转换为二进制。使用Numpy中的unpackbits函数可以将整数转换为等长的二进制数组。例如，我们可以将十进制整数’5’转换为8位二进制数组：

import numpy as np

# 将整数5转换为8位二进制数组
binary_array = np.unpackbits(np.array([5], dtype=np.uint8))
print(binary_array)

输出结果为：

[0 0 0 0 0 1 0 1]

适当填充

将十进制整数转换为等长的二进制数组后，我们需要进行填充。例如，我们需要将整数’5’转换为12位的二进制数组，我们需要在左侧填充4个0，使其总长度为12。这可以使用Numpy中的zeros函数实现。

import numpy as np

# 将整数5转换为12位二进制数组
binary_array = np.zeros(12, dtype=np.uint8)
binary_array[-8:] = np.unpackbits(np.array([5], dtype=np.uint8))
print(binary_array)

输出结果为：

[0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0]

在此示例中，我们使用zeros函数创建一个长度为12的零数组，并在其右侧填充一个长度为8的二进制数组，以得到12位的等长数组。请注意，我们使用负数索引来访问binary_array的最后8个元素。

类型转换

如果我们想将整数数组转换为二进制数组，我们需要首先将整数数组转换为无符号8位整数数组。这可以使用Numpy中的astype函数实现。

import numpy as np

# 将整数数组转换为8位无符号整数数组
int_array = np.array([5, 10, 2, 7])
uint8_array = int_array.astype(np.uint8)

# 将整数数组转换为等长的二进制数组
binary_array = np.zeros((4, 8), dtype=np.uint8)
binary_array[:, -8:] = np.unpackbits(uint8_array)

print(binary_array)

输出结果为：

[[0 0 0 0 0 1 0 1]
 [0 0 0 0 1 0 1 0]
 [0 0 0 0 0 0 1 0]
 [0 0 0 0 0 1 1 1]]

在此示例中，我们使用astype函数将int_array转换为uint8类型。然后，我们使用zeros创建一个4行8列的零数组，并使用[:, -8:]索引，将uint8_array的二进制表示填充到binary_array的最后8列中。

总结

本文介绍了如何使用Numpy将整数转换为适当填充的二进制数组。我们介绍了使用unpackbits函数将整数转换为等长的二进制数组，并使用zeros函数进行适当填充，以获得我们需要的二进制数组。我们还讨论了如何将整数数组转换为无符号8位整数数组，并将其转换为等长二进制数组，以进行批量转换。这些技术可用于多个应用程序，例如，将数据集转换为二进制数组。