如何使用numpy.where结合双索引获取数组符号变化的元素索引

你要实现的是找出数组中相邻元素发生符号变化的位置索引（对应示例中的v2），用NumPy可以不用循环，直接通过向量操作高效完成，步骤如下：

1. 先把列表转为NumPy数组：

import numpy as np
v = np.array([1, 2, -1, 2, 3, -1, 3, -10, -10, -10])

2. 计算数组每个元素的符号，然后比较相邻元素的符号是否不同：

# 获取每个元素的符号（正为1，负为-1，0为0）
signs = np.sign(v)
# 找出前一个元素和后一个元素符号不同的位置索引
v2 = np.where(signs[:-1] != signs[1:])[0]

运行后v2就是array([1, 2, 4, 5, 6])，和你要的结果一致。

逻辑说明 #

• np.sign(v)快速得到每个元素的符号，避免手动判断正负；
• signs[:-1]取除了最后一个元素的所有符号，signs[1:]取除了第一个元素的所有符号，两者对应位置比较就能找出相邻元素符号变化的位置；
• np.where()返回符合条件的索引数组，正好是你需要的结果。

另外你原来的循环代码逻辑有问题：for i in range(len(v)-1)搭配v[i] * v[i-1] < 0会在i=0时取到数组最后一个元素（v[-1]），导致逻辑错误。正确的循环逻辑应该是遍历前n-1个元素，比较当前元素和下一个元素的符号，比如：

v = [1, 2, -1, 2, 3, -1, 3, -10, -10, -10]
v2 = []
for i in range(len(v)-1):
    if v[i] * v[i+1] < 0:
        v2.append(i)

这样得到的v2也是[1,2,4,5,6]，和NumPy方法的结果一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dragos Efrim