如何用Python基于两个数值列表生成均匀分布的XY网格点数组

问题原因 #

你之前的方法只能得到对角线点的核心原因是：np.column_stack只会对两个等长一维数组做逐元素配对，也就是(x[0], y[0])、(x[1], y[1]) ...，不会生成x和y所有排列组合的网格点。

正确实现方法 #

方法1：使用np.meshgrid（最常用） #

这是生成均匀网格的标准方案，代码如下：

import numpy as np
# 生成x、y一维取值数组，注意np.arange是左闭右开区间，要包含100的话上限需设为105
x = np.arange(0, 105, 5)
y = np.arange(0, 105, 5)
# 生成二维网格矩阵
X, Y = np.meshgrid(x, y)
# 合并为形状为 (n, 2) 的坐标对数组，n为总点数：21*21=441个
points = np.column_stack([X.ravel(), Y.ravel()])

方法2：使用np.repeat + np.tile组合（无需生成中间二维矩阵） #

如果不想生成中间的二维网格矩阵，可以直接对一维数组做重复/平铺后合并：

points = np.column_stack([
    np.repeat(x, len(y)), # 每个x值重复len(y)次，对应所有y的取值
    np.tile(y, len(x))    # 整个y数组重复len(x)次，对应所有x的取值
])

效果验证 #

用以下代码绘图即可看到完整的均匀网格点阵：

import matplotlib.pyplot as plt
plt.scatter(points[:, 0], points[:, 1], s=15)
plt.show()

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