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计算两个numpy数组之间的距离

计算两个numpy数组之间的距离

如果只需要每对点之间的距离,则无需计算完整的距离矩阵。

而是直接计算:

import numpy as np

x = np.array([[[1,2,3,4,5],
               [5,6,7,8,5],
               [5,6,7,8,5]],
              [[11,22,23,24,5],
               [25,26,27,28,5],
               [5,6,7,8,5]]])

y = np.array([[[31,32,33,34,5],
               [35,36,37,38,5],
               [5,6,7,8,5]],
              [[41,42,43,44,5],
               [45,46,47,48,5],
               [5,6,7,8,5]]])

xx = x.reshape(2, -1)
yy = y.reshape(2, -1)
dist = np.hypot(*(xx - yy))

print dist

为了进一步说明正在发生的事情,首先,我们对数组进行整形,使其具有2xN的形状(这-1一个占位符,告诉numpy自动沿该轴计算正确的大小):

In [2]: x.reshape(2, -1)
Out[2]: 
array([[ 1,  2,  3,  4,  5,  5,  6,  7,  8,  5,  5,  6,  7,  8,  5],
       [11, 22, 23, 24,  5, 25, 26, 27, 28,  5,  5,  6,  7,  8,  5]])

因此,当我们减去xx和时yy,我们将得到一个2xN的数组:

In [3]: xx - yy
Out[3]: 
array([[-30, -30, -30, -30,   0, -30, -30, -30, -30,   0,   0,   0,   0,
          0,   0],
       [-30, -20, -20, -20,   0, -20, -20, -20, -20,   0,   0,   0,   0,
          0,   0]])

然后,我们可以将其解压缩到dxdy组件中:

In [4]: dx, dy = xx - yy

In [5]: dx
Out[5]: 
array([-30, -30, -30, -30,   0, -30, -30, -30, -30,   0,   0,   0,   0,
         0,   0])

In [6]: dy
Out[6]: 
array([-30, -20, -20, -20,   0, -20, -20, -20, -20,   0,   0,   0,   0,
         0,   0])

并计算距离(np.hypot等于np.sqrt(dx**2 + dy**2)):

In [7]: np.hypot(dx, dy)
Out[7]: 
array([ 42.42640687,  36.05551275,  36.05551275,  36.05551275,
         0.        ,  36.05551275,  36.05551275,  36.05551275,
        36.05551275,   0.        ,   0.        ,   0.        ,
         0.        ,   0.        ,   0.        ])

或者,我们可以自动完成拆箱并一步一步完成:

In [8]: np.hypot(*(xx - yy))
Out[8]: 
array([ 42.42640687,  36.05551275,  36.05551275,  36.05551275,
         0.        ,  36.05551275,  36.05551275,  36.05551275,
        36.05551275,   0.        ,   0.        ,   0.        ,
         0.        ,   0.        ,   0.        ])

如果要计算其他类型的距离,只需更改np.hypot为要使用的函数即可。例如,对于曼哈顿/城市街区距离:

In [9]: dist = np.sum(np.abs(xx - yy), axis=0)

In [10]: dist
Out[10]: array([60, 50, 50, 50,  0, 50, 50, 50, 50,  0,  0,  0,  0,  0,  0])
其他 2022/1/1 18:27:16 有454人围观

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