numpy配列から複数条件で値を検索し、指定のデータ数を抜き出して新しい行列を生成する

Question

画像にあるような1列のnumpy配列の中から13と10が連続して続く箇所を検索し、その次から8個分のデータを抜き出して別の変数に格納する方法を教えていただきたいです。（それを配列が終わるまで繰り返して抜き出した8つのデータを1列とした行列を作りたい）
numpy配列の中からある値とある値が連続している箇所を検索する、というところから躓いておりなかなか前に進めない状況です、、

ざっくりとした質問で申し訳ありませんが、どなたか教えていただけると助かります。

Answer 1

Numpyには便利なベクトル化された関数・メソッドがたくさん実装されています。
ベクトル化された関数・メソッドを用いることで、Python標準のfor文を用いるよりも効率よく処理することができます。

def extract(arr, v, n):
    """
    arr : 検索元の配列（1次元ndarray）
    v: 検索する配列（1次元のarray-like）
    n: 取り出す個数（int）
    """
    vln = len(v)
    base = (arr.max()+1) ** np.arange(vln)
    search_idx, = np.nonzero(np.convolve(arr, base) == np.sum(base*v[::-1]))
    idx = search_idx + np.arange(1, n+1)[:, None]
    return arr[idx]

# 実行例
In [11]: rn = np.random.RandomState(0)
    ...: arr = rn.randint(0, 100, 100000)
    ...: extract(arr, [13, 10], 8)
Out[11]:
array([[60, 80, 13, 98, 80, 72, 25, 10, 21,  0],
       [61, 21, 10, 57, 80, 81, 68, 12, 19, 53],
       [21, 84, 98, 45, 74, 23, 74, 95, 55, 35],
       [48, 80, 57, 30, 32, 27, 36, 76, 27, 79],
       [87, 36, 45, 85, 51, 51, 88, 70, 22,  5],
       [76, 51, 30, 45, 33, 78, 94, 55, 20, 84],
       [35, 49, 85, 35, 49, 20, 21, 88, 82,  0],
       [93, 16, 45, 68, 55, 23,  1, 25, 35, 21]])

# @aokikenichi さんの作成した配列に対して
In [12]: l = [0, 1, 2, 3,
    ...:      13, 10, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
    ...:      13, 10, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
    ...:      13, 10, 99, 98, 97, 96, 95, 94,
    ...:      13, 10, 100, 101, 102, 103, 104, 105]
    ...: extract(np.array(l), [13, 10], 3)
Out[12]:
array([[  5,   1,  99, 100],
       [  4,   2,  98, 101],
       [  3,   3,  97, 102]])

# 条件を変えることもできます
In [13]: extract(np.array(l), [1, 2, 3], 4)
Out[13]:
array([[13,  4],
       [10,  5],
       [ 5,  6],
       [ 4,  7]])

---

@aokikenichi さんの回答は一般化すると以下のような関数になりますが、

def extract_for(l, v, n):
    vln = len(v)
    out = []
    for i in range(len(l) - 1):
        if all(l[i+j] == vi for j, vi in enumerate(v)):
            out.append(l[i+vln:i+vln+n])
    return np.array(out).T

速度を比較するとNumpyの関数を用いたほうが効率が良いことがわかります。

# arrは長さ100000の配列
In [21]: %timeit extract(arr, [13, 10], 8)
698 µs ± 15.1 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)

In [22]: l = arr.tolist()
    ...: %timeit extract_for(l, [13, 10], 8)
78 ms ± 1.32 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

Answer 2

l = [0, 1, 2, 3, 13, 10, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 13, 10, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 13, 10, 99, 98, 97, 96, 95, 94, 13, 10, 100, 101, 102, 103, 104, 105]

out = []
for i in range(len(l) - 1):
  if l[i] == 13 and l[i + 1] == 10:
    out.append(l[i + 2])
    out.append(l[i + 3])
    out.append(l[i + 4])
print(out)

[5, 4, 3, 1, 2, 3, 99, 98, 97, 100, 101, 102]

入力リストを作るのが面倒なので適当に作成し、８個先までではなくて3個先までにしました。

１列とした行列を作りたい

だが例示されたものは３列の行列　なところが分かりませんが　大体こんな感じでは無いですか？

Comments

[goma-goma]

ありがとうございます！
非常に助かりました！