快速計算隨機3D numpy陣列從2D numpy陣列

Question

我有一個整數的二維數組，我們將它稱爲「A」。

我想創建所有的1和0，使得一個3維陣列 「B」：

• 對於任何固定的（I，J）sum(B[i,j,:])==A[i.j]，即，B[i,j,:]包含A[i,j]1s在它
• 1是隨機放置在第三維。

我知道如何使用標準的python索引來做這件事，但事實證明這很慢。

我正在尋找一種方式來做到這一點，利用可以使Numpy快速的功能。

這是我將如何使用標準索引做到這一點：

B=np.zeros((X,Y,Z)) 
indexoptions=range(Z) 

for i in xrange(Y): 
    for j in xrange(X): 
     replacedindices=np.random.choice(indexoptions,size=A[i,j],replace=False) 
     B[i,j,[replacedindices]]=1 

能有人請解釋我怎麼能以更快的方式做到這一點？

編輯：下面是一個例子 「A」：

A=np.array([[0,1,2,3,4],[0,1,2,3,4],[0,1,2,3,4],[0,1,2,3,4],[0,1,2,3,4]]) 

在這種情況下

X = Y = 5和Z> = 5

Answer 1

基本上相同的思路@JohnZwinck和@DSM，但用shuffle功能洗牌給定軸：

import numpy as np 

def shuffle(a, axis=-1): 
    """ 
    Shuffle `a` in-place along the given axis. 

    Apply numpy.random.shuffle to the given axis of `a`. 
    Each one-dimensional slice is shuffled independently. 
    """ 
    b = a.swapaxes(axis,-1) 
    # Shuffle `b` in-place along the last axis. `b` is a view of `a`, 
    # so `a` is shuffled in place, too. 
    shp = b.shape[:-1] 
    for ndx in np.ndindex(shp): 
     np.random.shuffle(b[ndx]) 
    return 


def random_bits(a, n): 
    b = (a[..., np.newaxis] > np.arange(n)).astype(int) 
    shuffle(b) 
    return b 


if __name__ == "__main__": 
    np.random.seed(12345) 

    A = np.random.randint(0, 5, size=(3,4)) 
    Z = 6 

    B = random_bits(A, Z) 

    print "A:" 
    print A 
    print "B:" 
    print B 

輸出：

A: 
[[2 1 4 1] 
[2 1 1 3] 
[1 3 0 2]] 
B: 
[[[1 0 0 0 0 1] 
    [0 1 0 0 0 0] 
    [0 1 1 1 1 0] 
    [0 0 0 1 0 0]] 

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

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