深入学习np.flatten——numpy中的重要函数

DMRPB • 2025-04-12 01:13 • 编程

一、np.flatten介绍

在numpy模块中，np.flatten函数是用来将一个多维数组降维成一维数组的重要函数，是将数组进行展开的操作，返回一个一维数组，函数可以接收一个参数order，用于指定展开数组时的顺序，默认为’C’，表示展开成行向量（C连续的，按行），还可以设置为’F’，表示展开成列向量（Fortran连续的，按列）。

二、np.flatten的使用方法

1、将一个多维数组降维成一维数组。

import numpy as np
arr = np.array([[1, 2], [3, 4]])
flatten_arr = np.flatten(arr)
print("降维前：")
print(arr)
print("降维后：")
print(flatten_arr)

2、按照列优先的顺序降维。

import numpy as np
arr = np.array([[1, 2], [3, 4]])
flatten_arr = np.flatten(arr, order='F')
print("降维前：")
print(arr)
print("降维后：")
print(flatten_arr)

三、np.flatten的应用举例

1、图像处理中的数据展开。

在图像处理中，一张图片是由多个像素点组成的，通常使用三维数组来表示一张图片，其中第一维表示通道数（RGB），第二维和第三维表示图片的高和宽，现在我们需要将这个三维数组降维成一维数组，就可以使用flatten函数。

import numpy as np
img = np.random.randint(0, 255, size=(3, 256, 256))  # 生成一张随机图片
flatten_img = np.flatten(img)
print("降维前：")
print(img.shape)
print("降维后：")
print(flatten_img.shape)

2、机器学习中的特征展开。

在机器学习中，我们通常会将多个图片或其他数据压缩成一个特征向量，然后再进行分类或回归等算法操作，而特征向量就是把图片展开成一维数组后组合成的一个向量。

import numpy as np
imgs = np.random.randint(0, 255, size=(100, 3, 256, 256))  # 生成100张随机图片
flatten_imgs = np.zeros((100, 3*256*256))  # 初始化特征向量
for i in range(100):
    flatten_imgs[i] = np.flatten(imgs[i])
print("降维前：")
print(imgs.shape)
print("降维后：")
print(flatten_imgs.shape)

四、np.flatten的局限性

1、在对多维数组展开时，flatten函数只能按行或列的方式进行展开，无法进行更加灵活的展开。

2、flatten函数在展开数组时会创建一个新的数组，如果数组的大小很大，就会占用大量的内存，建议在使用时要注意内存的占用。

五、总结

本文介绍了numpy中的flatten函数的使用方法和应用举例，并指出了函数的局限性。在实际应用中，需要根据具体情况来选择是否使用该函数。

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