Python中利用np.repeat生成重複數組的方法

一、np.repeat介紹

np.repeat()是numpy中的一個函數，用於將一個數組中的元素重複指定次數生成新的數組。

其函數定義如下：

numpy.repeat(a, repeats, axis=None)

其中，a表示輸入的數組，repeats表示每個元素重複的次數，默認為1，axis表示沿着哪個軸重複元素。

二、使用np.repeat生成重複數組

接下來我們看一個簡單的例子，生成一個長度為3的一維數組，其中元素都是1。

import numpy as np
a = np.repeat(1, 3)
print(a)

輸出結果為：

[1 1 1]

我們也可以生成一個二維數組：

b = np.repeat([[1, 2], [3, 4]], repeats=2, axis=1)
print(b)

這裡np.repeat()函數的輸入數組是一個包含兩個子數組的二維數組，每個子數組中有兩個元素。函數的重複次數為2，沿着軸1（即列軸）重複元素。

輸出結果為：

[[1 1 2 2]
 [3 3 4 4]]

三、使用np.repeat生成不同的重複次數

我們也可以指定不同的重複次數，可以傳入一個列表或數組指定每個元素的重複次數。

c = np.repeat([1, 2, 3], [1, 2, 3])
print(c)

輸出結果為

[1 2 2 3 3 3]

四、np.repeat生成高維數組

np.repeat()函數同樣適用於高維數組。

d = np.array([[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]]])
e = np.repeat(d, 2, axis=0)
print(e)

這裡np.repeat()函數的輸入是一個包含兩個2×2的二維數組的3維數組，函數沿着軸0（即深度軸）重複每個子數組。

輸出結果為：

[[[1 2]
  [3 4]]

 [[1 2]
  [3 4]]

 [[5 6]
  [7 8]]

 [[5 6]
  [7 8]]]

五、使用np.tile實現重複生成數組

除了np.repeat()函數，numpy中還有一個類似的函數：np.tile()。np.tile()可以將數組沿各個軸重複指定次數生成新的數組，與np.repeat()的不同之處在於重複的是整個數組而不是每個元素，因此它的用途更為廣泛。

舉個例子：

f = np.array([[1, 2], [3, 4]])
g = np.tile(f, (2, 3))
print(g)

這裡np.tile()函數的輸入數組是一個2×2的二維數組，函數生成的新數組沿着行軸（軸0）重複2次，沿着列軸（軸1）重複3次。

輸出結果為：

[[1 2 1 2 1 2]
 [3 4 3 4 3 4]
 [1 2 1 2 1 2]
 [3 4 3 4 3 4]]

六、總結

本文介紹了Python中利用np.repeat生成重複數組的方法。np.repeat()函數是numpy中的一個函數，通過重複輸入數組中的元素生成新的數組。我們可以使用它來生成任意維度的重複數組，並且還可以指定每個元素的重複次數。此外，我們還介紹了np.tile()函數，它與np.repeat()類似，但重複的是整個數組而不是每個元素。我們可以根據需要靈活地使用這兩個函數。