将各种小型2D矩阵交织成更大的二维矩阵

Question

我有一些小矩阵，我想交织成一个更大的矩阵。让我们举例说，我有4个4x4的矩阵（虽然我正在寻找的解决方案也适用于非方形2D矩阵），我想结合他们的结果来构建一个像这样的8x8矩阵：

我得到小矩阵的顺序告诉我元素在更大矩阵中的位置。

我想我可以按价值迭代并逐步计算新指数，但我相信必须有一种更有效的方法来实现它。

Answer 1

方法＃1

为了提高性能，我建议初始化输出数组，然后用切片分配，就像这样 -

A = [a0,a1,a2,a3] # Input list of arrays

m,n = A[0].shape
out = np.empty((2*m,2*n),dtype=A[0].dtype)
out[::2,::2] = A[0]
out[::2,1::2] = A[1]
out[1::2,::2] = A[2]
out[1::2,1::2] = A[3]

示例运行 -

1）输入：

In [67]: a0
Out[67]: 
array([[92, 65, 41, 14],
       [31, 95, 79, 77],
       [98, 89, 26, 68],
       [63, 91, 23, 74]])

In [68]: a1
Out[68]: 
array([[67, 13, 43, 25],
       [18, 15, 38, 34],
       [13, 59, 46, 89],
       [11, 68, 81, 11]])

In [69]: a2
Out[69]: 
array([[12, 53, 81, 91],
       [88, 83, 77, 98],
       [63, 53, 56, 76],
       [58, 64, 57, 68]])

In [70]: a3
Out[70]: 
array([[21, 82, 88, 49],
       [54, 53, 62, 80],
       [89, 96, 72, 62],
       [81, 93, 41, 84]])

2）输出：

In [72]: out
Out[72]: 
array([[92, 67, 65, 13, 41, 43, 14, 25],
       [12, 21, 53, 82, 81, 88, 91, 49],
       [31, 18, 95, 15, 79, 38, 77, 34],
       [88, 54, 83, 53, 77, 62, 98, 80],
       [98, 13, 89, 59, 26, 46, 68, 89],
       [63, 89, 53, 96, 56, 72, 76, 62],
       [63, 11, 91, 68, 23, 81, 74, 11],
       [58, 81, 64, 93, 57, 41, 68, 84]])

方法＃2

我们也可以使用np.concatenate将它们堆叠成一个数组，然后最终转置并重新整形成预期的(2*m,2*n)形数组，就像这样 -

np.concatenate((A)).reshape(2,2,m,n).transpose(2,0,3,1).reshape(2*m,2*n)