为何代码中括号会引发OpenCV的imwrite断言错误？

错误信息 #

cv.imwrite(f'spidershow{i+1}.png',canvas[i*height:i*(height+1)-1,0:500])
cv2.error: OpenCV(4.8.0) /Users/runner/work/opencv-python/opencv-python/opencv/modules/imgcodecs/src/loadsave.cpp:787: error: (-215:Assertion failed) !_img.empty() in function 'imwrite'

原代码 #

import cv2 as cv
import numpy as np

height = 2048
canvas = np.zeros((height*30,500,3), dtype=np.uint8)
for i in range(30):
    cv.imwrite(f'spidershow{i+1}.png',canvas[i*height:i*(height+1)-1,0:500])

修改后可运行的代码 #

cv.imwrite(f'spidershow{i+1}.png',canvas[i*height:i*height+height-1,0:500])

原因解析 #

问题核心是数学运算优先级导致的索引计算错误：

1. 原代码的索引表达式i*(height+1)-1，运算顺序是先算括号内的height+1，再乘i，最后减1。当i=1时，计算结果为1*(2048+1)-1=2048，而起始索引是i*height=2048——此时切片变成2048:2048，在numpy中，起始索引等于结束索引会返回空数组，直接触发了OpenCVimwrite要求输入图片非空的断言错误。

2. 修改后的表达式i*height+height-1，运算顺序是先分别计算i*height和height-1再相加，展开后等价于(i+1)*height -1。对于循环中任意i（0~29），结束索引始终大于起始索引，切片长度为height-1（2047），是有效的非空数组，因此imwrite可以正常执行。

另外补充：原代码的索引逻辑从一开始就不符合拆分30个分片的意图——比如i=0时，原代码的结束索引是-1，numpy会将其转换为数组总长度-1（61439），相当于把几乎整个canvas作为一个分片写入，完全不是预期的2048行分片；修改后的表达式则正确划分了每个分片的范围，每个分片对应canvas中连续的2047行数据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jfa