Numpy 如何撤销或反转 np.meshgrid

在本文中，我们将介绍什么是 np.meshgrid，以及如何撤销或反转 np.meshgrid。

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什么是 np.meshgrid？

np.meshgrid 是一个用于生成多维网格型数组的函数。它接受若干个一维数组，返回一个多维数组，其维度数等于输入数组个数。返回的多维数组包含输入数组的所有可能组合。

例如，假设我们有两个一维数组，分别为 x=[1,2,3] 和 y=[4,5,6]。通过 np.meshgrid(x, y) 函数，我们可以生成一个二维数组，其第一维为 x 数组的重复，第二维为 y 数组的重复。如下所示：

x = [1, 2, 3]
y = [4, 5, 6]
X, Y = np.meshgrid(x, y)
print(X)
print(Y)

# 输出：
# [[1 2 3]
#  [1 2 3]
#  [1 2 3]]
# 
# [[4 4 4]
#  [5 5 5]
#  [6 6 6]]

np.meshgrid 还可以在指定维度上进行“广播”，以便生成任意维度的数组。例如，我们可以通过以下代码来生成一个三维的网格型数组：

x = [1, 2, 3]
y = [4, 5, 6]
z = [7, 8, 9]
X, Y, Z = np.meshgrid(x, y, z)
print(X.shape)
print(X)

# 输出：
# (3, 3, 3)
# [[[1 1 1]
#   [2 2 2]
#   [3 3 3]]
# 
#  [[1 1 1]
#   [2 2 2]
#   [3 3 3]]
# 
#  [[1 1 1]
#   [2 2 2]
#   [3 3 3]]]

如何撤销或反转 np.meshgrid？

在某些情况下，我们需要将一个已经生成的网格型数组“撤销”或“反转”，以便得到其原始一维数组。

撤销 np.meshgrid

撤销 np.meshgrid 可以通过 numpy.meshgrid 函数的 inverse 参数来实现。例如，假设我们通过以下代码生成了一个二维的网格型数组：

import numpy as np

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

我们可以通过以下代码将其撤销为原始的 x 数组和 y 数组：

x1, y1 = np.meshgrid(x, y, indexing='ij', sparse=True)
print(x1)
print(y1)

# 输出：
# [1 2 3]
# [4 5 6]

注意，我们需要将 indexing 参数设置为 ‘ij’，以便正确对 x 数组和 y 数组进行重构。此外，我们还可以通过将 sparse 参数设置为 True，在内存使用上进行优化。

反转 np.meshgrid

反转 np.meshgrid 可以通过 np.ravel 函数来实现。例如，假设我们通过以下代码生成了一个三维的网格型数组：

x = [1, 2, 3]
y = [4, 5, 6]
z = [7, 8, 9]
X, Y, Z = np.meshgrid(x, y, z)

我们可以通过以下代码将其反转为原始的 x 数组、y 数组和 z 数组：

x1 = np.ravel(X)
y1 = np.ravel(Y)
z1 = np.ravel(Z)
print(x1)
print(y1)
print(z1)

# 输出：
# [1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 # 3
#  3 3 3 3 3 3 3 3 3]
# [4 4 4 5 5 5 6 6 6 4 4 4 5 5 5 6 6 6 4 4 4 5 5 5 6 6 6 4 4 4 5 5 5 6 6 6 4 4 4 5 5 5 6 6 6 4 4 4 5 5 5 6 6 6]
# [7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9]

需要注意的是，反转后的数组形状和原始的一维数组相同。

除了 np.ravel 函数，我们还可以使用 np.flatten、np.reshape、np.transpose 等函数来实现 np.meshgrid 的反转。