我假设您正在寻找特定于numpy的解决方案,而不是简单的列表理解或for循环。一种方法可能是使用滚动窗口技术来搜索适当大小的窗口。这是rolling_window函数:
>>> def rolling_window(a, size):
... shape = a.shape[:-1] + (a.shape[-1] - size + 1, size)
... strides = a.strides + (a. strides[-1],)
... return numpy.lib.stride_tricks.as_strided(a, shape=shape, strides=strides)
...
然后你可以做类似的事情
>>> a = numpy.arange(10)
>>> numpy.random.shuffle(a)
>>> a
array([7, 3, 6, 8, 4, 0, 9, 2, 1, 5])
>>> rolling_window(a, 3) == [8, 4, 0]
array([[False, False, False],
[False, False, False],
[False, False, False],
[ True, True, True],
[False, False, False],
[False, False, False],
[False, False, False],
[False, False, False]], dtype=bool)
为了使它真正有用,您必须使用沿轴1减小它all
:
>>> numpy.all(rolling_window(a, 3) == [8, 4, 0], axis=1)
array([False, False, False, True, False, False, False, False], dtype=bool)
然后您可以使用它,但是您将使用布尔数组。一种获取索引的简单方法:
>>> bool_indices = numpy.all(rolling_window(a, 3) == [8, 4, 0], axis=1)
>>> numpy.mgrid[0:len(bool_indices)][bool_indices]
array([3])
对于列表,您可以调整这些滚动窗口迭代器之一以使用类似的方法。
对于 非常 大的数组和子数组,可以这样保存内存:
>>> windows = rolling_window(a, 3)
>>> sub = [8, 4, 0]
>>> hits = numpy.ones((len(a) - len(sub) + 1,), dtype=bool)
>>> for i, x in enumerate(sub):
... hits &= numpy.in1d(windows[:,i], [x])
...
>>> hits
array([False, False, False, True, False, False, False, False], dtype=bool)
>>> hits.nonzero()
(array([3]),)
另一方面,这可能会更慢。未经测试还不清楚速度有多慢;有关另一个必须检查误报的内存保护选项,请参见Jamie的答案。我认为这两种解决方案之间的速度差异将在很大程度上取决于输入的性质。
基于卷积的方法,应该比stride_tricks基于卷积的方法具有更高的内存效率:
def find_subsequence(seq, subseq):
target = np.dot(subseq, subseq)
candidates = np.where(np.correlate(seq,
subseq, mode='valid') == target)[0]
# some of the candidates entries may be false positives, double check
check = candidates[:, np.newaxis] + np.arange(len(subseq))
mask = np.all((np.take(seq, check) == subseq), axis=-1)
return candidates[mask]
对于非常大的数组,可能无法使用一种stride_tricks方法,但是这种方法仍然有效:
haystack = np.random.randint(1000, size=(1e6))
needle = np.random.randint(1000, size=(100,))
# Hide 10 needles in the haystack
place = np.random.randint(1e6 - 100 + 1, size=10)
for idx in place:
haystack[idx:idx+100] = needle
In [3]: find_subsequence(haystack, needle)
Out[3]:
array([253824, 321497, 414169, 456777, 635055, 879149, 884282, 954848,
961100, 973481], dtype=int64)
In [4]: np.all(np.sort(place) == find_subsequence(haystack, needle))
Out[4]: True
In [5]: %timeit find_subsequence(haystack, needle)
10 loops, best of 3: 79.2 ms per loop