如何获取NumPy一维数组中连续1的簇的起止索引？

给定一维NumPy数组：

import numpy as np
a = np.array([1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1])

要提取所有值为1的连续簇的起始和结束索引，可通过以下NumPy操作实现：

# 生成标记1位置的掩码数组
mask = a == 1
# 给掩码前后补0，处理数组首尾为1的边界情况
padded_mask = np.concatenate([[0], mask, [0]])
# 计算差分，找到簇的边界变化点
diff = np.diff(padded_mask)

# 提取簇的起始索引（从0→1的位置）
start_indices = np.where(diff == 1)[0]
# 提取簇的结束索引（从1→0的位置减1，得到实际最后一个1的索引）
end_indices = np.where(diff == -1)[0] - 1

# 组合成预期的嵌套列表格式
clusters = np.column_stack([start_indices, end_indices]).tolist()
result = [clusters]

print(result)

代码说明 #

1. 掩码生成：mask数组将原数组中值为1的位置标记为True，其余为False，方便后续识别连续区域。
2. 边界补全：在掩码前后添加0，确保数组开头或结尾就是连续1时，差分操作能捕获到这些边界。
3. 差分找边界：np.diff计算相邻元素的差值，diff == 1对应簇的起始位置（从非1变为1），diff == -1对应簇结束的下一个位置（从1变为非1），因此需要减1得到簇的实际结束索引。
4. 结果组合：用np.column_stack将起始和结束索引配对，转成列表后即可得到符合预期的格式。

运行上述代码后，输出结果为：

[
    [[0, 2], [8, 11], [13, 14]]
]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者astroboy