确认NumPy中np.unique(return_index=True)返回索引是否始终为自然顺序

是的，np.unique(a, return_index=True)返回的索引始终对应各唯一元素在原数组中的首次出现位置，这是NumPy明确规定的行为，并非偶然结果。具体细节分两种情况：

默认排序（sort=True） #

默认情况下，np.unique会先对原数组的唯一元素进行升序排序，再返回每个排序后元素在原数组里第一次出现的索引。比如你给出的示例：

import numpy as np
a = np.array(['a', 'b', 'b', 'c', 'a'])
u, indices = np.unique(a, return_index=True)

输出结果：

u = array(['a', 'b', 'c'], dtype='<U1')
indices = array([0, 1, 3])

这里u是升序排列的唯一元素，indices分别对应'a'（原数组索引0）、'b'（原数组索引1）、'c'（原数组索引3）的首次出现位置。

关闭排序（sort=False） #

如果设置sort=False，唯一元素会按照它们在原数组中首次出现的顺序返回，此时返回的索引依然是这些元素的首次出现位置。比如修改示例中的参数：

u, indices = np.unique(a, return_index=True, sort=False)

输出结果和默认情况一致（因为原数组首次出现顺序刚好是升序）：

u = array(['a', 'b', 'c'], dtype='<U1')
indices = array([0, 1, 3])

换一个首次出现顺序非升序的数组测试：

a = np.array(['c', 'a', 'b', 'a', 'c'])
u, indices = np.unique(a, return_index=True, sort=False)

输出：

u = array(['c', 'a', 'b'], dtype='<U1')
indices = array([0, 1, 2])

可以看到u按原数组首次出现的c、a、b排序，indices对应它们的首次出现索引。

总结：无论是否开启排序，return_index=True返回的索引都是各唯一元素在原数组中的首次出现位置，唯一元素的排序方式由sort参数决定，但索引的规则是固定的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexander Chervov