基于多重平局决胜规则的NumPy数组排序实现

原始数组 #

import numpy as np

arr = np.array([[ 5,  5,  5,  6,  9,  6,  6],
       [10,  4, 10,  3,  5,  3,  3],
       [10,  3, 10,  4,  5,  3,  4],
       [ 9,  6,  8,  8, 10,  6,  9],
       [10, 10, 10,  7, 10,  4,  4],
       [10,  6, 10,  5,  9,  7,  5],
       [ 9,  7, 10,  7, 10,  8, 10],
       [ 8,  5, 10,  7, 10,  7, 10],
       [ 7, 10, 10,  9, 10,  7,  8]])

当前实现与输出 #

当前代码先对每行升序排列，再按每行10的数量降序排序：

arr = np.sort(arr, axis=1)
arr = arr[(arr==10).sum(axis=1).argsort()][::-1]

当前输出：

array([[ 4,  4,  7, 10, 10, 10, 10],
       [ 7,  7,  8,  9, 10, 10, 10],
       [ 5,  7,  7,  8, 10, 10, 10],
       [ 7,  7,  8,  9, 10, 10, 10],
       [ 5,  5,  6,  7,  9, 10, 10],
       [ 3,  3,  4,  4,  5, 10, 10],
       [ 3,  3,  3,  4,  5, 10, 10],
       [ 6,  6,  8,  8,  9,  9, 10],
       [ 5,  5,  5,  6,  6,  6,  9]])

需求补充 #

需要添加平局决胜规则：当两行10的数量相同时，依次按9、8、7……等数字的数量降序排序，最终得到指定的期望输出。

解决方案 #

通过生成多维度排序键实现复合排序逻辑：

1. 先对每行进行升序排列；
2. 生成排序键数组，依次包含每行10、9、8……最小数字的出现次数；
3. 利用np.lexsort实现多规则排序。

完整代码：

import numpy as np

# 原始数组
arr = np.array([[ 5,  5,  5,  6,  9,  6,  6],
       [10,  4, 10,  3,  5,  3,  3],
       [10,  3, 10,  4,  5,  3,  4],
       [ 9,  6,  8,  8, 10,  6,  9],
       [10, 10, 10,  7, 10,  4,  4],
       [10,  6, 10,  5,  9,  7,  5],
       [ 9,  7, 10,  7, 10,  8, 10],
       [ 8,  5, 10,  7, 10,  7, 10],
       [ 7, 10, 10,  9, 10,  7,  8]])

# 1. 每行升序排列
arr_sorted_rows = np.sort(arr, axis=1)

# 2. 生成从大到小的数字序列，用于统计每行出现次数
unique_nums_sorted = np.sort(np.unique(arr))[::-1]

# 统计每个数字在每行的出现次数，作为排序键
counts = [(arr_sorted_rows == num).sum(axis=1) for num in unique_nums_sorted]

# 3. 使用lexsort排序，反转键顺序以实现优先按大数字次数排序，再反转索引得到降序结果
sorted_indices = np.lexsort(counts[::-1])
final_arr = arr_sorted_rows[sorted_indices[::-1]]

print(final_arr)

执行后输出与期望一致：

array([[ 4,  4,  7, 10, 10, 10, 10],
       [ 7,  7,  8,  9, 10, 10, 10],
       [ 7,  7,  8,  9, 10, 10, 10],
       [ 5,  7,  7,  8, 10, 10, 10],
       [ 5,  5,  6,  7,  9, 10, 10],
       [ 3,  3,  4,  4,  5, 10, 10],
       [ 3,  3,  3,  4,  5, 10, 10],
       [ 6,  6,  8,  8,  9,  9, 10],
       [ 5,  5,  5,  6,  6,  6,  9]])

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ammar Aldabbagh