Pythonのflattenとreshape(-1)ってやっていること同じですか？

Question

前提・実現したいこと

Pythonのflatten()と、reshape(-1)ってやってることおんなじですか？

該当のソースコード

import numpy as np

y = np.zeros((2, 3, 4))
print(y)
print(y.ndim)
print(y.reshape(-1))
print()

z = np.arange(1,5,0.5)
print(z)
print(z.ndim)
z = z.reshape(2,4)
print(z)
print(z.ndim)
print(z.flatten())

試したこと

以上のコードを試したところ、同じ結果が返ってきたのでそう理解したのですが間違っているでしょうか？
初質問ということもあって不手際等あったら申し訳ないです。
今後いろいろ質問したいと思うので、「次質問するときはこうしたらいいよ！」というのがあれば一緒にお願いします。

Answer 1

概ね同じと考えて差し支えありませんが、若干異なります。

reshape(-1)で最初のaxis（0）にすべて並べることになるので、とりあえずshapeは一致します。

あとは並び替えの順序が同じかどうか？　ですが、これはドキュメントを見るとわかります。

numpy.reshape — NumPy v1.15 Manual
numpy.ndarray.flatten — NumPy v1.15 Manual

どちらも並び替えの順序をorderという引数で指定するようになっており、デフォルト値はともに"C"で、これは「row-major (C-style) order」を意味するようです。具体的にどんなものかはともかくとして、同じ並び替えをするということが重要です。

要するに同じような結果を返すのですが、じゃあ何が違うのか？　というと、flatten()は「A copy of the input array, flattened to one dimension.」を、reshape(-1)は「This will be a new view object if possible; otherwise, it will be a copy.」を返します。

flatten()は確実にcopyが返りますが、reshape(-1)は極力viewを返し、viewが返せないときだけcopyを返すという仕様、ということですね。

それはわかったけど、copyとかviewってなんだよ？　という疑問を抱いているかもしれません。numpyのcopyとviewについてご存知なければ、以下の参考リンクを読んでください。

参考：
NumPyのコピー(copy)とビュー(view)を分かりやすく解説 - DeepAge

現象的には、次のようなことが起こり得ます。

>>> import numpy as np
>>> a = np.arange(8).reshape(2,2,2)
>>> a
array([[[0, 1],
        [2, 3]],

       [[4, 5],
        [6, 7]]])
>>> a_f = a.flatten()
>>> a_f
array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])
>>> a_f[0] = 100
>>> a_f
array([100,   1,   2,   3,   4,   5,   6,   7])
>>> a  # a_fは「copy」なので、元のaには影響しない
array([[[0, 1],
        [2, 3]],

       [[4, 5],
        [6, 7]]])
>>> a_r = a.reshape(-1)
>>> a_r
array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])
>>> a_r[0] = 200
>>> a_r
array([200,   1,   2,   3,   4,   5,   6,   7])
>>> a  # a_rはviewだったので、a_rを変更すると元のaも変わってしまう
array([[[200,   1],
        [  2,   3]],

       [[  4,   5],
        [  6,   7]]])

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今後いろいろ質問したいと思うので、「次質問するときはこうしたらいいよ！」というのがあれば一緒にお願いします。

すでに目を通しているかもしれませんが、

3分でわかるteratail｜teratail（テラテイル）
質問するときのヒント｜teratail（テラテイル）
推奨していない質問｜teratail（テラテイル）

あたりは見ておいてください。

また、初心者の方の場合、疑問はできるだけ自力で解消した方が成長に繋がる気がします。安直な質問は質問する人も回答する人も不幸にします。

google検索で調べたり、関連するリファレンス・マニュアルを読んだり、あれこれコードを動かしてみたり……といった問題解決をするための努力は惜しまないほうが良いです。

それで駄目だったときに質問しましょう。

Comments

[faker]

Pythonでメモリのことを意識したことがなかったのでviewやcopy等も初めて知りました。丁寧な説明とリンクありがとうございます。
リファレンスマニュアルを読むことが習慣つけられていないのでこれから気をつけようと思います。
アドバイス等々ありがとうございました！