Сложите вертикально 5 2D-массивов по диагонали, чтобы построить целый 2-мерный массив

Question

l имеет 5 матриц смежности (числовые массивы): A, B, C, D, E. каждая из измерений [20, 20].

Дана A, B, C, D, E, lхотел бы построить F, который складывает 5 матриц смежности.Поскольку у нас есть 5 двумерных массивов [20,20], то F имеет размерность [20 * 5,20 * 5] следующим образом:

F = np.zeros ((100,100))

    F=[
       [A,0,0,0,...,0],
       [0,...,B,...,0],
       [0,...,..,C,0],
       [0,.........D,..,0],
       [0,...........,E],
    ]

такой, что:

 A is indexed at F[0][:20]
 B is indexed at F[1][20:40]
 C is indexed at F[2][40:60]
 D is indexed at F[3][60:80]
 E is indexed at F[4][80:100]

Какой эффективный простой способ сделать это для большого числа матриц смежности?Допустим, у нас есть n матрицы смежности для размещения в диагонали нового двумерного массива [n*20,n*20]

Answer 1

Вы можете использовать scipy.sparse.block_diag:

>>> AtoE = np.add.outer(np.arange(5, 10), np.zeros((3, 3), int))
>>> scipy.sparse.block_diag(AtoE).A
array([[5, 5, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [5, 5, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [5, 5, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 6, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 6, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 6, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 7, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 7, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 7, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 8, 8, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 8, 8, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 8, 8, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 9, 9],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 9, 9],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 9, 9]], dtype=int64)

В любом случае неплохо было бы использовать разреженное хранилище.

В качестве альтернативы, здесь есть более прямой метод, если вы определенно хотите использоватьплотные массивы:

>>> A = AtoE[0]
>>> N, N = A.shape
>>> k = len(AtoE)
>>> out = np.zeros((k, N, k, N), A.dtype)
>>> np.einsum('ijik->ijk', out)[...] = AtoE
>>> out.reshape(k*N, k*N)
array([[5, 5, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [5, 5, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [5, 5, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 6, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 6, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 6, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 7, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 7, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 7, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 8, 8, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 8, 8, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 8, 8, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 9, 9],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 9, 9],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 9, 9]])