更好的方式洗牌两个numpy数组一致

我有两个不同形状的numpy数组，但具有相同的长度(前维数)。我想对它们进行洗牌，以便相应的元素继续对应——即根据它们的前导索引对它们进行一致的洗牌。

这段代码可以工作，并说明了我的目标:

def shuffle_in_unison(a, b):
    assert len(a) == len(b)
    shuffled_a = numpy.empty(a.shape, dtype=a.dtype)
    shuffled_b = numpy.empty(b.shape, dtype=b.dtype)
    permutation = numpy.random.permutation(len(a))
    for old_index, new_index in enumerate(permutation):
        shuffled_a[new_index] = a[old_index]
        shuffled_b[new_index] = b[old_index]
    return shuffled_a, shuffled_b

例如:

>>> a = numpy.asarray([[1, 1], [2, 2], [3, 3]])
>>> b = numpy.asarray([1, 2, 3])
>>> shuffle_in_unison(a, b)
(array([[2, 2],
       [1, 1],
       [3, 3]]), array([2, 1, 3]))

然而，这感觉很笨拙、效率低、速度慢，而且需要复制数组——我宁愿在适当的位置重新排列它们，因为它们会相当大。

还有更好的办法吗?更快的执行和更低的内存使用是我的主要目标，但优雅的代码也会很好。

我的另一个想法是:

def shuffle_in_unison_scary(a, b):
    rng_state = numpy.random.get_state()
    numpy.random.shuffle(a)
    numpy.random.set_state(rng_state)
    numpy.random.shuffle(b)

这工作…但这有点可怕，因为我几乎没有看到它会继续工作的保证——例如，它看起来不像是那种保证在numpy版本中存活的东西。

当前回答

James在2015年写了一个很有用的sklearn解决方案。但是他添加了一个随机状态变量，这是不需要的。在下面的代码中，自动假设来自numpy的随机状态。

X = np.array([[1., 0.], [2., 1.], [0., 0.]])
y = np.array([0, 1, 2])
from sklearn.utils import shuffle
X, y = shuffle(X, y)

2018-05-30 13:58:27

其他回答

你的“可怕”解决方案对我来说并不可怕。对两个相同长度的序列调用shuffle()会导致对随机数生成器的相同次数的调用，并且这些是shuffle算法中唯一的“随机”元素。通过重置状态，可以确保对随机数生成器的调用将在对shuffle()的第二次调用中给出相同的结果，因此整个算法将生成相同的排列。

如果您不喜欢这样，另一种解决方案是将数据存储在一个数组中，而不是从一开始就存储在两个数组中，并在这个数组中创建两个视图，模拟您现在拥有的两个数组。您可以将单个数组用于变换，而将视图用于所有其他目的。

示例:让我们假设数组a和b是这样的:

a = numpy.array([[[  0.,   1.,   2.],
                  [  3.,   4.,   5.]],

                 [[  6.,   7.,   8.],
                  [  9.,  10.,  11.]],

                 [[ 12.,  13.,  14.],
                  [ 15.,  16.,  17.]]])

b = numpy.array([[ 0.,  1.],
                 [ 2.,  3.],
                 [ 4.,  5.]])

我们现在可以构造一个包含所有数据的数组:

c = numpy.c_[a.reshape(len(a), -1), b.reshape(len(b), -1)]
# array([[  0.,   1.,   2.,   3.,   4.,   5.,   0.,   1.],
#        [  6.,   7.,   8.,   9.,  10.,  11.,   2.,   3.],
#        [ 12.,  13.,  14.,  15.,  16.,  17.,   4.,   5.]])

现在我们创建了模拟原始a和b的视图:

a2 = c[:, :a.size//len(a)].reshape(a.shape)
b2 = c[:, a.size//len(a):].reshape(b.shape)

a2和b2的数据与c共享。要同时洗牌两个数组，请使用numpy.random.shuffle(c)。

在生产代码中，你当然会尽量避免创建原始的a和b，而直接创建c, a2和b2。

这个解决方案可以适用于a和b具有不同的dtype的情况。

2011-01-05 11:35:28

X = np.array([[1., 0.], [2., 1.], [0., 0.]])
y = np.array([0, 1, 2])
from sklearn.utils import shuffle
X, y = shuffle(X, y, random_state=0)

欲了解更多，请访问http://scikit-learn.org/stable/modules/generated/sklearn.utils.shuffle.html

2015-06-04 01:46:55

你可以使用NumPy的数组索引:

def unison_shuffled_copies(a, b):
    assert len(a) == len(b)
    p = numpy.random.permutation(len(a))
    return a[p], b[p]

这将导致创建单独的统一打乱数组。

2011-01-05 08:52:04

在我看来，使用种子是最简单的方法:

random.seed(seed)
random.shuffle(x_data)
# reset the same seed to get the identical random sequence and shuffle the y
random.seed(seed)
random.shuffle(y_data)

2021-09-22 01:34:17

这似乎是一个非常简单的解决方案:

import numpy as np
def shuffle_in_unison(a,b):

    assert len(a)==len(b)
    c = np.arange(len(a))
    np.random.shuffle(c)

    return a[c],b[c]

a =  np.asarray([[1, 1], [2, 2], [3, 3]])
b =  np.asarray([11, 22, 33])

shuffle_in_unison(a,b)
Out[94]: 
(array([[3, 3],
        [2, 2],
        [1, 1]]),
 array([33, 22, 11]))

2020-04-17 03:00:44

更好的方式洗牌两个numpy数组一致

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