如何用两个numpy一维数组生成含重复元素的二维数组

我是Python新手，现在遇到numpy数组处理的问题，希望得到帮助。我有两个一维numpy数组：

Lon_gp = np.arange(10,20,0.25 ).reshape(-1,1)
Lat_gp = np.arange(40,50,0.25 ).reshape(-1,1)

我想把这两个数组转换成如下形式的二维数组：

目前我只写了几行代码：

n_lon = len(Lon_gp)
n_lat = len(Lat_gp)

lon_list = np.empty(n_lon * n_lat)

for i in Lon_gp:
    a = np.repeat(i, n_lat)

解决方案 #

你要的是两个数组的笛卡尔积，用numpy内置函数可以高效实现，完全不需要手动循环：

方法1：用np.repeat + np.tile组合

import numpy as np

Lon_gp = np.arange(10,20,0.25).reshape(-1,1)
Lat_gp = np.arange(40,50,0.25).reshape(-1,1)

n_lon = len(Lon_gp)
n_lat = len(Lat_gp)

# 每个经度值重复n_lat次，生成经度列
lon_col = np.repeat(Lon_gp, n_lat, axis=0)
# 整个纬度数组重复n_lon次，生成纬度列
lat_col = np.tile(Lat_gp, (n_lon, 1))

# 合并为目标二维数组
result = np.hstack((lon_col, lat_col))

方法2：用np.meshgrid

import numpy as np

Lon_gp = np.arange(10,20,0.25)
Lat_gp = np.arange(40,50,0.25)

# 生成网格，indexing='ij'保证经度先遍历所有纬度，和目标格式一致
lon_grid, lat_grid = np.meshgrid(Lon_gp, Lat_gp, indexing='ij')
# 展平后合并为二维数组
result = np.hstack((lon_grid.flatten().reshape(-1,1), lat_grid.flatten().reshape(-1,1)))

补充：你的代码如何完善

如果坚持用循环，需要把每次生成的重复数组拼接起来，否则只会保留最后一次循环的结果：

n_lon = len(Lon_gp)
n_lat = len(Lat_gp)

lon_list = np.empty((n_lon * n_lat, 1))
lat_list = np.empty((n_lon * n_lat, 1))

for idx, lon in enumerate(Lon_gp):
    start = idx * n_lat
    end = start + n_lat
    lon_list[start:end] = np.repeat(lon, n_lat)
    lat_list[start:end] = Lat_gp

result = np.hstack((lon_list, lat_list))

注意：循环方法效率远低于numpy内置函数，数据量大时不推荐使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tee