Групповая и средняя матрица NumPy

Скажем, у меня есть произвольная матрица, которая выглядит следующим образом:

arr = [[  6.0   12.0   1.0]
       [  7.0   9.0   1.0]
       [  8.0   7.0   1.0]
       [  4.0   3.0   2.0]
       [  6.0   1.0   2.0]
       [  2.0   5.0   2.0]
       [  9.0   4.0   3.0]
       [  2.0   1.0   4.0]
       [  8.0   4.0   4.0]
       [  3.0   5.0   4.0]]

Каков будет эффективный способ усреднения строк, сгруппированных по номеру третьего столбца?

Ожидаемый результат будет:

result = [[  7.0  9.33  1.0]
          [  4.0  3.0  2.0]
          [  9.0  4.0  3.0]
          [  4.33  3.33  4.0]]

ОТВЕТЫ

Ответ 1

Вы можете сделать:

for x in sorted(np.unique(arr[...,2])):
    results.append([np.average(arr[np.where(arr[...,2]==x)][...,0]), 
                    np.average(arr[np.where(arr[...,2]==x)][...,1]),
                    x])

Тестирование:

>>> arr
array([[  6.,  12.,   1.],
       [  7.,   9.,   1.],
       [  8.,   7.,   1.],
       [  4.,   3.,   2.],
       [  6.,   1.,   2.],
       [  2.,   5.,   2.],
       [  9.,   4.,   3.],
       [  2.,   1.,   4.],
       [  8.,   4.,   4.],
       [  3.,   5.,   4.]])
>>> results=[]
>>> for x in sorted(np.unique(arr[...,2])):
...     results.append([np.average(arr[np.where(arr[...,2]==x)][...,0]), 
...                     np.average(arr[np.where(arr[...,2]==x)][...,1]),
...                     x])
... 
>>> results
[[7.0, 9.3333333333333339, 1.0], [4.0, 3.0, 2.0], [9.0, 4.0, 3.0], [4.333333333333333, 3.3333333333333335, 4.0]]

Массив arr не нужно сортировать, а все промежуточные массивы - это представления (т.е. не новые массивы данных). Среднее значение рассчитывается эффективно непосредственно из этих представлений.

Ответ 2

Компактным решением является использование numpy_indexed (выражение об отказе: я его автор), которое реализует полностью векторизованное решение:

import numpy_indexed as npi
npi.group_by(arr[:, 2]).mean(arr)

Ответ 3

Решение

from itertools import groupby
from operator import itemgetter

arr = [[6.0, 12.0, 1.0],
       [7.0, 9.0, 1.0],
       [8.0, 7.0, 1.0],
       [4.0, 3.0, 2.0],
       [6.0, 1.0, 2.0],
       [2.0, 5.0, 2.0],
       [9.0, 4.0, 3.0],
       [2.0, 1.0, 4.0],
       [8.0, 4.0, 4.0],
       [3.0, 5.0, 4.0]]

result = []

for groupByID, rows in groupby(arr, key=itemgetter(2)):
    position1, position2, counter = 0, 0, 0
    for row in rows:
        position1+=row[0]
        position2+=row[1]
        counter+=1
    result.append([position1/counter, position2/counter, groupByID])

print(result)

выводит:

[[7.0, 9.333333333333334, 1.0]]
[[4.0, 3.0, 2.0]]
[[9.0, 4.0, 3.0]]
[[4.333333333333333, 3.3333333333333335, 4.0]]

Ответ 4

arr = np.array(
[[  6.0,   12.0,   1.0],
 [  7.0,   9.0,   1.0],
 [  8.0,   7.0,   1.0],
 [  4.0,   3.0,   2.0],
 [  6.0,   1.0,   2.0],
 [  2.0,   5.0,   2.0],
 [  9.0,   4.0,   3.0],
 [  2.0,   1.0,   4.0],
 [  8.0,   4.0,   4.0],
 [  3.0,   5.0,   4.0]])
np.array([a.mean(0) for a in np.split(arr, np.argwhere(np.diff(arr[:, 2])) + 1)])