查找数据中的模式

Question

我正在研究一个项目，该项目涉及检查输入是否为n维矩阵（并找到其维度），如果没有则会引发错误。例如

arr = [ [[1,2],[3,4]], [[5,6],[7,8]], [[9,10],[11,12]] ]

是维度矩阵[3 2 2]。最简单的通用方法是什么？

Answer 1

Ruby实际上有Matrix class，也许可以使用它？

Matrix[[[1,2],[3,4]], [[5,6],[7,8]], [[9,10],[11,12]]]
#=> Matrix[[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]], [[9, 10], [11, 12]]]
Matrix[[1,2], [3]]
# ExceptionForMatrix::ErrDimensionMismatch: row size differs (1 should be 2)

Answer 2

递归解决方案，但不是很容易理解。

arr1 = [[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]], [[9, 10], [11, 12]]]
arr2 = [[[1, 2], [4]], [6, [7, 8]]]

def dimensions(m)
  if m.any? { |e| e.is_a?(Array) }
    d = m.group_by { |e| e.is_a?(Array) && dimensions(e) }.keys
    [m.size] + d.first if d.size == 1 && d.first
  else
    [m.size]
  end
end

dimensions(arr1)  #=> [3, 2, 2]
dimensions(arr2)  #=> nil

<强>释

算法首先检查嵌套数组m.any? { |e| e.is_a?(Array) }。如果没有嵌套数组，那么您只有一个维度，并通过[m.size]块中的else返回给定数组的大小。

dimensions([1,2,3])  #=> [3]

如果至少有一个嵌套数组，则必须确保所有元素都是数组，并且数组具有相同的维度。此检查是通过d = m.group_by { |e| e.is_a?(Array) && dimensions(e) }.keys完成的，[[5, 6], [7, 8]].group_by { |e| ... }.keys #=> [[2]], all nested array dimensions are equal [2] [[1, 2], [4]].group_by { |e| ... }.keys #=> [[1], [2]], different dimensions [6, [7, 8]].group_by { |e| ... }.keys #=> [false, [2]], an element isn't an array按尺寸对所有元素进行分组。

group_by

该算法仅采用if d.size == 1 && d.first和[m.size] + d.first的有效结果，并通过nil将嵌套数组的维度添加到结果中。如果有多个键元素或只有nil这意味着所有嵌套数组都无效，则它会隐式返回python ImportError at /post/5/comment/ cannot import name 'CommentForm' Request Method: GET Request URL: http://localhost:8000/post/5/comment/ Django Version: 1.8 Exception Type: ImportError Exception Value: cannot import name 'CommentForm' Exception Location: E:\pywork\djangogirls\blog\views.py in <module>, line 6 Python Executable: E:\Python35\python.exe Python Version: 3.5.0 Python Path: ['E:\\pywork\\djangogirls', 'E:\\Python35\\lib\\site-packages\\django_debug_toolbar-1.4-py3.5.egg', 'E:\\Python35\\lib\\site-packages\\sqlparse-0.1.19-py3.5.egg', 'E:\\Python35\\python35.zip', 'E:\\Python35\\DLLs', 'E:\\Python35\\lib', 'E:\\Python35', 'E:\\Python35\\lib\\site-packages'] Server time: Thu, 16 Jun 2016 17:02:11 +0800。

就是这样。

Answer 3

查找数据中的模式

如果你看一下

的例子

[[[1,2],[3,4]], [[5,6],[7,8]], [[9,10],[11,12]]]

和维度[3, 2, 2]您可以按以下方式逐个元素地阅读维度：

包含3个项目的数组，每个项目都是......
包含2个项目的数组，每个子项目都是......
包含2个项目的数组。

这表明可以通过在每个深度级别调用Array#size来计算维度。

计算维度

上述方法可以实现为：

def unchecked_matrix_dimension(matrix)
  dimension = []
  while matrix.is_a?(Array)
    dimension << matrix.size
    matrix = matrix[0]
  end
  dimension
end

此代码仅查看第一个位置的元素，因此[[1], []]报告的维度为[2, 1]，但它根本不是有效矩阵。

一厢情愿的编码

假设我们有一个函数matrix_dimension?(matrix, dimension)，如果true属于指定的matrix，则返回dimension，否则返回false。我们可以用它来检测这样的无效矩阵：

def matrix_dimension(matrix)
  dimension = unchecked_matrix_dimension(matrix)
  if matrix_dimension?(matrix, dimension)
    dimension
  else
    nil
  end
end

事实证明，写matrix_dimension?很容易！

愿望成真

我们可以以递归方式定义matrix_dimension?：

如果dimension == []，那么我们期望标量值。
如果dimension == [d_1]，我们预计会有一系列d_1维度为[]的子矩阵（即标量）。
如果dimension == [d_1, d_2]，我们预计会有d_1个维度[d_2]的子矩阵数组（即d_2个标量数组）。

一般情况下，如果dimension == [d_1, ..., d_n]，我们期望一组d_1元素，并且这些元素中的每一个都应该具有维度[d_2, ..., d_n。在Ruby中：

def matrix_dimension?(matrix, dimension)
  if dimension == []
    !matrix.is_a?(Array)
  else
    matrix.size == dimension[0] &&
      matrix.all? { |submatrix| matrix_dimension?(submatrix, dimension[1..-1]) }
  end
end

根据matrix_dimension?的定义，如果参数是有效的n维矩阵，则matrix_dimension函数将返回维度，否则返回nil。

完整代码

def unchecked_matrix_dimension(matrix)
  dimension = []
  while matrix.is_a?(Array)
    dimension << matrix.size
    matrix = matrix[0]
  end
  dimension
end

def matrix_dimension(matrix)
  dimension = unchecked_matrix_dimension(matrix)
  if matrix_dimension?(matrix, dimension)
    dimension
  else
    nil
  end
end

def matrix_dimension?(matrix, dimension)
  if dimension == []
    !matrix.is_a?(Array)
  else
    matrix.size == dimension[0] &&
      matrix.all? { |submatrix| matrix_dimension?(submatrix, dimension[1..-1]) }
  end
end

Answer 4

不使用Matrix类：

input = [ [[1,2],[3,4]], [[5,6],[7,8]], [[9,10],[11,12]] ]
m3 = input.map { |a| a.map(&:size) }
m2 = input.map(&:size)
m1 = input.size

checker = ->(e, memo) { raise unless e == memo; e }

[ m1, m2.reduce(&checker), m3.reduce(&checker).reduce(&checker) ]
#⇒ [3, 2, 2]

Answer 5

我用递归解决了这个问题。如果数组表示n维矩阵，则返回维数组;否则返回false。

<强>代码

def ndim_matrix(arr)
  return false if arr.map(&:size).uniq != [arr.first.size]
  arrays, literals = arr.partition { |e| e.is_a? Array }
  return [arr.size] if arrays.empty?
  return false unless literals.empty?
  res = arr.map { |e| ndim_matrix(e) }.uniq
  return false if res.size > 1 or res == [false]
  [arr.size, *res.first]
end

<强>实施例

arr = [1,2]
ndim_matrix(arr)
  #=> [2]

arr = [ [1,2,3],[4,5,6] ]
ndim_matrix(arr)
  #=> [2,3]

arr = [ [1,2,3],[4,5,6,7] ]
ndim_matrix(arr)
  #=> false

arr = [ [[1,2],[3,4]], [[5,6],[7,8]], [[9,10],[11,12]] ]
ndim_matrix(arr)
  #=> [3,2,2]

arr = [ [[1,2],[3,4]], [[5,6],[7,8]], [[9,10]] ]
ndim_matrix(arr)
  #=> false

arr = [ [[1,2],[3,4]], [[5,6,7],[7,8]], [[9,10],[11,12]] ]
ndim_matrix(arr)
  #=> false

arr = [ [[[1,2,3],[2,1,3]],[[3,4,5],[4,3,2]]],
        [[[5,6,7],[6,5,7]],[[7,8,9],[8,7,6]]],
        [[[9,10,11],[10,9,8]],[[11,12,13],[12,11,10]]] ]
ndim_matrix(arr)
  #=> [3, 2, 2, 3]

arr = [ [[[1,2,3],[2,1,3]],[[3,4],[4,3]]],
        [[[5,6,7],[6,5,7]],[[7,8,9],[8,7,6]]],
        [[[9,10,11],[10,9,8]],[[11,12,13],[12,11,10]]] ]
ndim_matrix(arr)
  #=> false

检查Ruby数组是否为矩阵的简单方法？

5 个答案:

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完整代码