修改numpy数组order参数（C行主序转Fortran列主序）为何无效果？

我尝试通过修改以下测试脚本中的order参数来验证numpy数组的存储顺序，但无论设置为'C'还是'F'，输出结果完全一致，这是为什么？

测试脚本 #

import numpy as np

# Standard array
arr = [[1, 2, 3], [-7, -8, -9], ['A', 'B', 'C']]
print(arr, '\n')

for row_index, row_entries in enumerate(arr):
    print('Row ' + str(row_index+1))
    for column_index, column_entries in enumerate(row_entries):
        print(' Column ' + str(column_index+1) + '\n', '\t [' + str(column_entries) + ']')

# NumPy array
arr = np.asarray([[1, 2, 3], [-7, -8, -9], ['A', 'B', 'C']], order='F')    # Try 'C' vs. 'F'!!
print('\n\n', arr, '\n')

for row_index, row_entries in enumerate(arr):
    print('Row ' + str(row_index+1))
    for column_index, column_entries in enumerate(row_entries):
        print(' Column ' + str(column_index+1) + '\n', '\t [' + str(column_entries) + ']')

输出结果 #

[[1, 2, 3], [-7, -8, -9], ['A', 'B', 'C']] 

Row 1
 Column 1
         [1]
 Column 2
         [2]
 Column 3
         [3]
Row 2
 Column 1
         [-7]
 Column 2
         [-8]
 Column 3
         [-9]
Row 3
 Column 1
         [A]
 Column 2
         [B]
 Column 3
         [C]


 [['1' '2' '3']
 ['-7' '-8' '-9']
 ['A' 'B' 'C']] 

Row 1
 Column 1
         [1]
 Column 2
         [2]
 Column 3
         [3]
Row 2
 Column 1
         [-7]
 Column 2
         [-8]
 Column 3
         [-9]
Row 3
 Column 1
         [A]
 Column 2
         [B]
 Column 3
         [C]

原因分析 #

你看到的输出是数组的逻辑结构，而order参数控制的是数组在内存中的物理存储顺序，两者没有直接关联：

• 遍历数组（比如enumerate）和打印数组都是按照数组的逻辑结构来访问元素的，不管内存里怎么存储，逻辑上都会以行优先的方式展示。
• order='C'表示行优先存储（C语言风格），内存中先存完第一行再存第二行；order='F'表示列优先存储（Fortran语言风格），内存中先存完第一列再存第二列，但这些差异不会体现在逻辑遍历和打印上。

验证存储顺序的正确方法 #

要验证数组的存储顺序，需要查看内存布局相关的属性或方法：

1. 查看数组的flags属性：通过arr.flags可以看到C_CONTIGUOUS和F_CONTIGUOUS标记，分别对应行优先和列优先存储。
2. 按不同顺序展平数组：用arr.flatten('C')和arr.flatten('F')分别按行优先、列优先展开数组，对比结果就能看到存储顺序的差异。
3. 查看内存字节布局：用arr.view(np.uint8)查看数组在内存中的字节排列（适合了解内存结构的用户）。

示例代码 #

import numpy as np

# 创建不同存储顺序的数组
arr_c = np.asarray([[1, 2, 3], [4, 5, 6]], order='C')
arr_f = np.asarray([[1, 2, 3], [4, 5, 6]], order='F')

# 查看flags标记
print("行优先数组的flags:\n", arr_c.flags)
print("\n列优先数组的flags:\n", arr_f.flags)

# 按不同顺序展平
print("\n按行优先展平（C顺序）：", arr_c.flatten('C'))
print("按列优先展平（F顺序）：", arr_f.flatten('F'))

示例输出 #

行优先数组的flags:
   C_CONTIGUOUS : True
   F_CONTIGUOUS : False
   OWNDATA : False
   WRITEABLE : True
   ALIGNED : True
   WRITEBACKIFCOPY : False
   UPDATEIFCOPY : False

列优先数组的flags:
   C_CONTIGUOUS : False
   F_CONTIGUOUS : True
   OWNDATA : False
   WRITEABLE : True
   ALIGNED : True
   WRITEBACKIFCOPY : False
   UPDATEIFCOPY : False

按行优先展平（C顺序）： [1 2 3 4 5 6]
按列优先展平（F顺序）： [1 4 2 5 3 6]

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