NumPy中矩阵作为布尔索引的赋值操作结果困惑

1. 变量基础定义 #

代码中创建的两个矩阵：

• a = np.mat('1 1; 1 2') 生成2x2矩阵：

  [[1 1]
   [1 2]]
  

• b = np.mat('0 0; 1 1') 生成2x2整数矩阵：

  [[0 0]
   [1 1]]
  

2. 按位取反~b的计算逻辑 #

NumPy中~是按位取反运算符，针对整数的二进制补码进行取反：

• 整数0的补码全为0，取反后全为1，对应十进制-1
• 整数1的补码为...0001，取反后为...1110，对应十进制-2
  因此~b的结果为：

[[-1 -1]
 [-2 -2]]

3. 索引赋值a[~b] = 0.0的执行过程 #

np.mat创建的是严格二维的矩阵对象，单整数索引默认指代行索引，且负索引表示从末尾计数：

• -1对应矩阵的最后一行（第二行），-2对应倒数第二行（第一行）
• ~b是2x2的索引矩阵，a[~b]会按索引取出对应行，形成一个三维结构：

  [[[1 2], [1 2]],
   [[1 1], [1 1]]]
  

• 赋值0.0时，NumPy会将所有取出的行直接置为0：先把a[-1]（第二行）设为[0 0]，再把a[-2]（第一行）设为[0 0]，最终矩阵a的所有元素都变为0。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lmixq lin