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Python 3.x

Python 3はPythonプログラミング言語の最新バージョンであり、2008年12月3日にリリースされました。

Python

Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

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listから2次元配列の仕方に苦戦してます

Fallout_18

総合スコア124

Python 3.x

Python 3はPythonプログラミング言語の最新バージョンであり、2008年12月3日にリリースされました。

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投稿2018/06/14 05:54

編集2018/06/14 07:47

以下のコードの結果を3次元プロットしようと思いまして、ここでx軸がx座標,y座標を時間、z軸を確率とします。

python

1import numpy as np 2import matplotlib.pyplot as plt 3import math 4from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 5import matplotlib.animation as animation 6import matplotlib.colors as colors 7from matplotlib import cm 8 9#環境設定 10n=3 #x軸 11m=2*n #t 12theta = 3*(math.pi)/12 13 14P = [[np.cos(theta),np.sin(theta)],[0,0]] 15Q = [[0,0],[np.sin(theta),-np.cos(theta)]] 16x_list=[]#xline 17t_list=[]#time 18p_list=[]#probability 19s_list=[]#state 20a = 1/math.sqrt(2) 21b = 1j/math.sqrt(2) 22p_map=np.zeros([m,m]) 23#ランダムウォーク 24R=1/2 25L=1/2 26X_list=[] 27P_list=[] 28#step_list=[] 29 30#quantumwalk 31for j in range(0,2*n+1): 32 if j == n: 33 phai = [a ,b] 34 pro = 1 35 else: 36 phai = [0,0] 37 pro =0 38 p = np.dot(phai,np.conj(phai)) 39 40 x_list.append(j) 41 X_list.append(j) 42 s_list.append(phai) 43 p_list.append(p) 44 P_list.append(pro) 45 46 47 48for t in range(0,m+1): 49 t_list.append(t) 50 if t ==0: 51 s_list 52 p_list 53 P_list 54 else: 55 next_s_list = [0]*len(s_list) 56 next_P_list = [0]*len(P_list) #listと同じ要素の数ですべて0を用意(初期化) 57 for i in range(0,2*n+1): 58 if i == 0: 59 next_s_list[i] = np.dot(P, s_list[i+1]) 60 next_P_list[i] = P_list[i+1]*L 61 elif i == 2*n: 62 next_s_list[i] = np.dot(Q, s_list[i-1]) 63 next_P_list[i] = P_list[i-1]*R 64 else: 65 next_s_list[i] = np.dot(P, s_list[i+1]) + np.dot(Q, s_list[i-1]) 66 next_P_list[i] = P_list[i+1]*L + P_list[i-1]*R 67 68 p_list[i] = np.dot(next_s_list[i],np.conj(next_s_list[i])) 69 70 71 s_list = next_s_list 72 P_list = next_P_list 73 74 p_map =np.array(p_list) 75 print(p_map) 76 77 #plt.xlabel("x") 78 #plt.ylabel("probability") 79 #plt.ylim([0,0.1]) 80 #plt.xlim([-n,3*n]) 81 #plt.plot( x_list,np.real(p_list),color="red",linewidth=1.0,label="quantum walk") 82 #plt.plot(X_list, P_list,color="blue",linewidth=1.0,label="random walk") 83 #plt.legend(loc="best") 84 #plt.pause(0.01) 85 #plt.cla() 86 87 88 89#3次元 90fig = plt.figure() 91ax = Axes3D(fig) 92#X,Y = np.meshgrid(x_list, t_list) 93 94ax.set_xlabel("x") 95ax.set_ylabel("t") 96ax.set_zlabel("probability") 97 98ax.set_xlim(2*n,0) 99ax.set_ylim(0,m) 100ax.set_zlim(0,1) 101surf = ax.plot_surface(x_list, t_list, p_map, cmap =cm.coolwarm , linewidth=0) 102 103fig.colorbar(surf) 104plt.show() 105

これだけだと、わかりにくいので、このコードの結果

t=0 p_list=[0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j 1.+0.j 0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j] t=1 p_list=[0. +0.j 0. +0.j 0.5+0.j 0. +0.j 0.5+0.j 0. +0.j 0. +0.j] t=2 p_list=[0. +0.j 0.25+0.j 0. +0.j 0.5 +0.j 0. +0.j 0.25+0.j 0. +0.j] t=3 p_list=[0.125+0.j 0. +0.j 0.375+0.j 0. +0.j 0.375+0.j 0. +0.j 0.125+0.j] t=4 p_list=[0. +0.j 0.375+0.j 0. +0.j 0.125+0.j 0. +0.j 0.375+0.j 0. +0.j] t=5 p_list=[0.3125+0.j 0. +0.j 0.125 +0.j 0. +0.j 0.125 +0.j 0. +0.j 0.3125+0.j] t=6 p_list=[0. +0.j 0.21875+0.j 0. +0.j 0.125 +0.j 0. +0.j 0.21875+0.j 0. +0.j]

を3次元プロットにしたいということです。
tをy軸、listの各位置をx、各中身の値をz値としてです。
ただ、今,p_listは1次元配列なので、3次元プロットする為に、
p_map=np.array(p_list)
として、2次元配列に直して、プロットしようとしたところ、

ValueError: Argument Z must be 2-dimensional.

とでました。
これは、p_mapが2次元配列になっていないという意味だと思いました。
仮にそうだとしたら、np.zeros([m.m])を持ってきて一つ一つ代入するのも面倒くさそうなので、もう少し手軽なやり方はありますでしょうか?

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LouiS0616

2018/06/14 06:00

np.array(p_list)ではいけない理由があるのでしょうか?
Fallout_18

2018/06/14 07:46 編集

解決しませんでした
LouiS0616

2018/06/14 07:55

いや、元の質問は解決できたのですよね。疑問を解消したうえで新たな疑問が生まれたなら、新たに質問を立て直すべきなのでは。
Fallout_18

2018/06/14 08:11 編集

ごめんなさい。次からそうします!
guest

回答1

0

ベストアンサー

どういう操作をするべきかは別として、エラーの原因は引数の渡し方が間違っていることにあります。

python

1np.vstack(p_list[i],p_list[i+1])

python

1np.vstack((p_list[i],p_list[i+1]))

このようにタプルなどにして渡す必要があります。

また、操作自体に関していえば、2次元配列に入れたい要素が仮にバラバラの状態だったとしても、

python

1a = [0, 0, 0, (0.9999999999999998+0j), 0, 0, 0] 2b = [0.0, 0.0, (0.5+0j), 0.0, (0.5+0j), 0.0, 0.0] 3c = [0.0, (0.25000000000000006+0j), 0.0, (0.5000000000000001+0j), 0.0, (0.25000000000000006+0j), 0.0] 4d = [(0.12500000000000006+0j), 0.0, (0.3750000000000001+0j), 0.0, (0.3750000000000001+0j), 0.0, (0.12500000000000006+0j)] 5e = [0.0, (0.3750000000000001+0j), 0.0, (0.12500000000000006+0j), 0.0, (0.3750000000000001+0j), 0.0] 6f = [(0.3125000000000001+0j), 0.0, (0.12500000000000003+0j), 0.0, (0.12500000000000003+0j), 0.0, (0.3125000000000001+0j)] 7g = [0.0, (0.21875000000000008+0j), 0.0, (0.12500000000000006+0j), 0.0, (0.21875000000000008+0j), 0.0] 8 9unit = np.array([a, b, c, d, e, f, g])

こう書けばよいです。最初からまとまっているならばLouiS0616様のおっしゃる通りnp.array(p_list)と書けばよいだけの話です。

縦に連結とはもしかしてこうしたかったという意味でしょうか?

python

1a = ["a1", "a2", "a3"] 2b = ["b1", "b2", "b3"] 3c = ["c1", "c2", "c3"] 4d = ["d1", "d2", "d3"] 5 6unit = np.array([*zip(a, b, c, d)]) 7print(unit)

実行結果

[['a1' 'b1' 'c1' 'd1'] ['a2' 'b2' 'c2' 'd2'] ['a3' 'b3' 'c3' 'd3']]

numpyのみで実現するなら、転置してしまったほうが早そうです。

python

1import numpy as np 2 3a = ["a1", "a2", "a3"] 4b = ["b1", "b2", "b3"] 5c = ["c1", "c2", "c3"] 6d = ["d1", "d2", "d3"] 7 8unit = np.array([a, b, c, d]).T 9print(unit)

実行結果は上記と変わりません。

追記

p_mapは上書きせずに最初から二次元リストにしてしまいましょう。

python

1# ~~~ 省略 ~~~ 2 3p_map = [] 4 5for t in range(0,m+1): 6 t_list.append(t) 7 if t ==0: # ここの処理はどういう意味なんですかね...? (^ ^; 8 s_list 9 p_list 10 P_list 11 else: 12 next_s_list = [0]*len(s_list) 13 14 # ~~~ 省略 ~~~ 15 16 17 s_list = next_s_list 18 P_list = next_P_list 19 20 p_map.append(p_list) 21 print(p_list) 22 23p_map = np.array(p_map)

投稿2018/06/14 06:09

編集2018/06/14 08:13
namnium1125

総合スコア2043

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Fallout_18

2018/06/14 06:21

申し訳ないです、np.array(p_list)で解決しました。。。
namnium1125

2018/06/14 06:22 編集

無事に解決したならばそれで何よりです。(^_^)
Fallout_18

2018/06/14 06:23

ありがとうございます!
Fallout_18

2018/06/14 06:40

あの、すいません、間違えました。私が欲しい形が、 [[0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j 1.+0.j 0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j] [0. +0.j 0. +0.j 0.5+0.j 0. +0.j 0.5+0.j 0. +0.j 0. +0.j] [0. +0.j 0.25+0.j 0. +0.j 0.5 +0.j 0. +0.j 0.25+0.j 0. +0.j] [0.125+0.j 0. +0.j 0.375+0.j 0. +0.j 0.375+0.j 0. +0.j 0.125+0.j] [0. +0.j 0.375+0.j 0. +0.j 0.125+0.j 0. +0.j 0.375+0.j 0. +0.j] [0.3125+0.j 0. +0.j 0.125 +0.j 0. +0.j 0.125 +0.j 0. +0.j 0.3125+0.j] [0. +0.j 0.21875+0.j 0. +0.j 0.125 +0.j 0. +0.j 0.21875+0.j 0. +0.j]] のような2次元配列なのですが、上のnp.array(p_list)では、ただ1次元のlistが縦に並んだだけになってしまいますよね・・? 3次元プロットする為に、2次元配列が必要なのです。
Fallout_18

2018/06/14 06:41

結合という意味が2次元配列にすると間違えてしまったみたいです。
namnium1125

2018/06/14 06:46 編集

+にはどのような意味があるのでしょうか? また、「1次元のlistが縦に並んだ(一つのリストにまとめられた)もの」と、「2次元配列」は本質的に同じだと思うのですが。。。 改めて質問を編集して、ほしい結果を明確にしていただきたいです。よろしくお願いします。m(_ _)m
Fallout_18

2018/06/14 07:20 編集

a=[0,1,2,3] [4,5,6,7] と b=[[0,1,2,3], [4,5,6,7]] は違いますよね?という質問です!!
namnium1125

2018/06/14 07:25 編集

はい、そしてその例に従うならば、np.array(p_list)はbのほうになると思いますが...?(ちなみにaのような例は実際にコードにできますか...?) numpy配列ではなく、普通の配列(pythonに配列はなく、これは正確にはリスト)にしたいならば、、、元からp_listがそれに該当するはずです。それともp_listはもともとリストではないのでしょうか? p_listの正体をもう少し明らかにしていただければ、現在の疑問も解決するかもしれません。
Fallout_18

2018/06/14 07:26

わかりました、本体の質問を編集します!
Fallout_18

2018/06/14 08:10

TypeError: append() missing 1 required positional argument: 'values' と出た割には、ちゃんと出力してくれるのはなぜでしょう・・・?
namnium1125

2018/06/14 08:12

ごめんなさい、、タイプミスしていました、回答を編集します。
namnium1125

2018/06/14 08:15 編集

最後のところ、np.arrayとするべきところをnp.appendにしてしまっていました。np.appendは引数を2つ以上取るので、引数が足りないというエラーが出てしまいました。ご迷惑をおかけしました。m(_ _)m
Fallout_18

2018/06/14 08:26

まだ、上手くいきませんが、自分で考えてみます! ご丁寧にありがとうございました!!
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