將numpy.array向右旋轉一位

Question

我有一個numpy.array，並且想將其內容向右旋轉一點。我希望儘可能高效地執行此操作（以執行速度而言）。另請注意，陣列的每個元素都是一個8位數字（np.uint8）。循環假定數組存儲一個大數字，它被分割成8位大小的數據塊，即我不想每個8位元素本身旋轉，而是整個數組一起旋轉。

這裏是消除任何混亂的例子：

a = numpy.array([0b00000000, 0b00000001]) 
# rotation should be performed globally 
# i.e., the result should be 
# rotate(a) == numpy.array([0b10000000, 0b00000000]) 

如何我試圖解決這個問題？

方法1：將輸入數組轉換爲二進制表示形式，並將元素的二進制字符串鏈接成一個大字符串。然後彈出最低有效位，並將其插入最高有效位之前。最後，將大字符串切成8位塊，將每個塊轉換爲np.uint8，並將其存儲在旋轉結果的相應位置。我想這個解決方案是正確的，但效率不高，特別是如果輸入數組很大。

方法2：我發現很難解釋的話的想法，所以我就嘗試使用下面的代碼片段傳達出來：

# Let w be the input array 
# read the least significant bits of every element in w 
# and store them into another array lsb 
mask = np.ones(shape=w.shape, dtype=np.int8) 
lsb = np.bitwise_and(w,mask) 
shiftedLsb = np.left_shift(np.roll(lsb, 1), 7) 
rotW = np.right_shift(w,1) 
rotationResult = np.bitwise_or(shiftedLsb, rotw) 

我的問題：是否有就執行速度而言，更好的方式來實現這種旋轉？

謝謝大家。

Answer 1

您可以通過減少內存分配量爲臨時工加快你的「方法2」：

def method2a(w): 
    rotW = np.right_shift(w, 1) 
    lsb = np.bitwise_and(w, 1) 
    np.left_shift(lsb, 7, lsb) 
    rotW[0] |= lsb[-1] 
    rotW[1:] |= lsb[:-1] 
    return rotW 

在我的系統，具有1MB輸入數組，這是快兩倍，你原來，併產生相同的結果。

如果您願意銷燬輸入，則可以消除剩下的兩個分配中的一個（可能通過添加可選的out參數，因爲NumPy在例如left_shift()中）。