Question

我试图用所有可能的组合制作一个4x4（16）像素的黑白图像数组。我将以下数组作为模板：

template = [[0,0,0,0],    # start with all white pixels
            [0,0,0,0],    
            [0,0,0,0],
            [0,0,0,0]]

然后，我想迭代模板，并为每个可能的组合将0更改为1。我尝试使用numpy和itertools迭代，但只能得到256个组合，而我的计算应该有32000（编辑：65536！不知道那里发生了什么......）。任何一个有疯狂技能可以帮助我的人？

Answer 1

正如您所说，您可以使用itertools模块执行此操作，尤其是product功能：

import itertools
import numpy as np

# generate all the combinations as string tuples of length 16
seq = itertools.product("01", repeat=16)

for s in seq:
    # convert to numpy array and reshape to 4x4
    arr = np.fromiter(s, np.int8).reshape(4, 4)
    # do something with arr

Answer 2

依赖于for循环的一种可能性

out = []
for i in range(2**16):
   out.append(np.frombuffer("{:016b}".format(i).encode('utf8')).view(np.uint8).reshape(4,4)-48)

如果你愿意，显然你可以把它列为清单。

它利用了Python字符串格式，它能够生成整数的二进制表示。格式字符串指示它使用左侧填充零的16个位置。然后对该字符串进行编码，以提供numpy可以解释为数组的字节对象。

最后，我们减去字符“0”的代码以获得正确的0.幸运的是，“1”位于“0”之上，所以这就是我们需要做的。

Answer 3

首先，我将迭代从0到（2 ^ 16）-1的所有数字。然后我将为每个数字创建一个16个字符的二进制字符串，从而覆盖所有可能的组合

之后我将字符串转换为列表，并使用列表理解和切片从中创建了2d列表。

all_combinations = []

for i in xrange(pow(2,16))
    binary = '{0:016b}'.format(i)  ## Converted number to binary string
    binary = map(int,list(binary))  ## String to list ## list(map(int,list(binary))) in py 3
    template = [binary[i:i+4] for i in xrange(0, len(binary), 4)] #created 2d list
    all_combinations.append(template)

Answer 4

这样的（4 x 4）形阵列总共会有65536个这样的组合。这是生成所有这些组合的矢量化方法，为我们提供(65536 x 4 x 4)形状的多维数组 -

mask = ((np.arange(2**16)[:,None] & (1 << np.arange(16))) != 0)
out = mask.astype(int).reshape(-1,4,4)

示例运行 -

In [145]: out.shape
Out[145]: (65536, 4, 4)

In [146]: out
Out[146]: 
array([[[0, 0, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0]],

       [[1, 0, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0]],

       [[0, 1, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0],
        [0, 0, 0, 0]],

       ..., 
       [[1, 0, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1]],

       [[0, 1, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1]],

       [[1, 1, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1]]])

在2D阵列中进行每种可能的组合

4 个答案: