python3 配列の回転

Question

データ
[1, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]

データを90度ずつ回転させたい。

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

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

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

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

Answer 1

まさにというnumpyの関数がありました。
numpy.rot90
kが1のときは-90度ずれて、-1のときは+90度ずれる感じでしょうか。

import numpy as np
from pprint import pprint

x = np.array([[1, 0, 0, 0, 0],
				  [0, 0, 0, 0, 0],
				  [0, 0, 0, 0, 0],
				  [0, 0, 0, 0, 0],
				  [0, 0, 0, 0, 0]])
x_1 = np.rot90(x, k=-1)
x_2 = np.rot90(x_1, k=-1)
x_3 = np.rot90(x_2, k=-1)
pprint(x_1)
pprint(x_2)
pprint(x_3)
"""
array([[0, 0, 0, 0, 1],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0]])
array([[0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 1]])
array([[0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [1, 0, 0, 0, 0]])
"""
x_4 = np.rot90(x, k=1)
x_5 = np.rot90(x_4, k=1)
x_6 = np.rot90(x_5, k=1)
pprint(x_4)
pprint(x_5)
pprint(x_6)
"""
array([[0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [1, 0, 0, 0, 0]])
array([[0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 1]])
array([[0, 0, 0, 0, 1],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0]])
"""

Answer 2

numpy無し版。

numpyより速いわけない&自分でも読めない。が、それなりの速度のはず&不思議とちゃんと動く。

車輪の再発明。

from functools import partial


def rotate(matrix, degree=0):
    assert degree % 90 == 0, 'illegal degree, %s' % degree
    return {
        0: lambda m: m,
        90: lambda m: [*map(list, map(reversed, zip(*m)))],
        180: lambda m: [*map(list, map(reversed, reversed(m)))],
        270: lambda m: [*reversed([*map(list, zip(*m))])]
    }[degree % 360](matrix)


R0, R90, R180, R270 = (partial(rotate, degree=i * 90)
                       for i in range(4))
L0, L90, L180, L270 = (partial(rotate, degree=i * -90)
                       for i in range(4))

data = [
    [1, 0, 0, 0, 2],
    [0, 5, 0, 0, 0],
    [0, 0, 6, 0, 0],
    [0, 0, 0, 7, 0],
    [4, 0, 0, 0, 3],
]
for fn in (R0, R90, R180, R270, L0, L90, L180, L270):
    print(*fn(data), sep='\n')
    print()

assert R90(data) == L270(data)

Answer 3

遊びに便乗しました。

考え方：配列を時計回りに90度回転する＝配列のk列目をreverseしたものをk行目に移動.

rot = lambda x: np.concatenate([[x[::-1,k]] for k in np.arange(x.shape[1])], axis = 0)

180度、270度はその合成で実現。

例

x = np.arange(30).reshape((5,6))

x1=rot(x)
x2=rot(x1)
x3=rot(x2)