hstack—堆棧式數組水平拼接

一、hstack簡介

hstack是NumPy中常用的一個函數，全稱是horizontal stack，它主要用於將多個數組按照水平方向（列方向）進行拼接，生成一個新的數組。

使用hstack之前需要保證所有要拼接的數組的行數必須一致，列數可以不同。

import numpy as np

a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
b = np.array([[10, 11, 12], [13, 14, 15], [16, 17, 18]])
c = np.hstack((a, b))
print(c)

運行結果：

[[ 1  2  3 10 11 12]
 [ 4  5  6 13 14 15]
 [ 7  8  9 16 17 18]]

二、hstack的使用場景

hstack主要應用於數據預處理，比如當我們需要將多個數據源的數據按照列進行拼接的時候，就可以使用hstack。

另外，當我們需要對多個列的數據進行某些操作時，也會使用到hstack。

x = np.array([1, 2, 3])
y = np.array([4, 5, 6])
z = np.array([7, 8, 9])
c = np.hstack((x.reshape(-1, 1), y.reshape(-1, 1), z.reshape(-1, 1)))
print(c)

運行結果：

[[1 4 7]
 [2 5 8]
 [3 6 9]]

上面的代碼中將三個數組按照列進行拼接，組成了一個新的二維數組。

三、hstack與vstack的區別

hstack與vstack的功能類似，不同的是hstack是將多個數組按照列進行拼接，而vstack是將多個數組按照行進行拼接。

因此，使用hstack時所有要拼接的數組的行數必須一致，而使用vstack時所有要拼接的數組的列數必須一致。

另外，可以使用concatenate函數來實現hstack和vstack的功能，它的第二個參數表示拼接的方向，0表示按照行方向（即vstack），1表示按照列方向（即hstack）。

a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
b = np.array([[10, 11, 12], [13, 14, 15], [16, 17, 18]])
c1 = np.concatenate((a, b), axis=0) # 等價於vstack
c2 = np.concatenate((a, b), axis=1) # 等價於hstack
print(c1)
print(c2)

運行結果：

[[ 1  2  3]
 [ 4  5  6]
 [ 7  8  9]
 [10 11 12]
 [13 14 15]
 [16 17 18]]
[[ 1  2  3 10 11 12]
 [ 4  5  6 13 14 15]
 [ 7  8  9 16 17 18]]

四、hstack函數的注意事項

在使用hstack之前需要注意以下事項：

1、所有要拼接的數組的行數必須一致。

2、數組中的元素類型必須一致，否則會出現類型轉換錯誤。

3、如果數組中有缺失值，拼接後的數組中也會帶有缺失值。

4、盡量避免在Python的使用中使用多個維度組成的列表或者元組，這會影響性能。

五、總結

hstack是一個十分常用的NumPy函數，能夠將多個數組按照列方向進行拼接，生成一個新的數組。使用hstack需要注意一些事項，例如所有要拼接的數組的行數必須一致，數組中的元素類型必須一致，如果有缺失值，拼接後的數組中也會帶有缺失值等。

另外，hstack與vstack是兩個常用的拼接函數，除此之外，還有concatenate函數，能夠實現hstack和vstack的功能，需要特別注意其第二個參數表示拼接的方向。