Python 二进制矩阵项

我有以下问题。我想创建一个大小为2^L x L+2的numpy矩阵。第一列是变量，我稍后在程序中定义。在最后的L列中，所有可能分配的零和一（在我看来，二进制计数可能是一个选项，参见示例）在第二列中都是1的数量。我需要这一列对第二列的矩阵进行排序

[[ x1, 0,  0,  0,  0]
[ x2, 1, 0,  0,  1]
[ x3, 1, 0,  1,  0]
[ x4, 2, 0,  1,  1]
[ x5, 1, 1,  0,  0]
[ x6, 2, 1,  0,  1]
[ x7, 2, 1,  1,  0]
[ x8, 3, 1,  1,  1]]

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这将为您提供一个元组列表，其中包含您描述的内容。当然，您可以更改为列表/数组/矩阵/任何内容

import itertools
L = []
k = 3
combs = itertools.combinations_with_replacement([0,1], k)
perms = [y for c in combs for y in set(itertools.permutations(c))]
for c in perms:
    L.append(('myvar',sum(c)) + c)

输出：

In [42]: L
Out[42]:
[('myvar', 0, 0, 0, 0),
 ('myvar', 1, 1, 0, 0),
 ('myvar', 1, 0, 1, 0),
 ('myvar', 1, 0, 0, 1),
 ('myvar', 2, 0, 1, 1),
 ('myvar', 2, 1, 1, 0),
 ('myvar', 2, 1, 0, 1),
 ('myvar', 3, 1, 1, 1)]

要将wrt排序为“列”（示例中的第1列），可以使用

import operator
sorted(L, key=operator.itemgetter(1))

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为了解决你遇到的任何问题，你所要求的似乎不太可能是你真正需要的。这就是说，利用numpy的广播功能生成RHS非常容易：

>>> L = 3
>>> m = (np.arange(2**L)[:,None] >> np.arange(L)[::-1]) & 1
>>> m
array([[0, 0, 0],
       [0, 0, 1],
       [0, 1, 0],
       [0, 1, 1],
       [1, 0, 0],
       [1, 0, 1],
       [1, 1, 0],
       [1, 1, 1]], dtype=int32)
>>> np.hstack([m.sum(1,keepdims=True), m])
array([[0, 0, 0, 0],
       [1, 0, 0, 1],
       [1, 0, 1, 0],
       [2, 0, 1, 1],
       [1, 1, 0, 0],
       [2, 1, 0, 1],
       [2, 1, 1, 0],
       [3, 1, 1, 1]], dtype=int32)

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您可以以类似的方式插入数据列。

为什么需要numpy（矩阵）？我认为这不是真的必要，因为我可以将矩阵转换为numpy矩阵。（我想稍后使用张量点）这个解决方案并没有创造所有的可能性，还是我错了？这是我的问题中的一个重要问题。我认为如果您选择itertools路线，您应该使用

product（[0,1]，repeat=k）

而不是

c\u w\u r

。对，它缺少排列。我编辑以使其正确。或者说产品。你可能是对的，但也就是说，你的解决方案解决了我的问题！谢谢：）在某些系统上，我对“keepdims”有问题。在我的mac和pycharm上，该程序运行完美，但在linux上，该程序无法启动。你知道会出什么问题吗？（TypeError:“keep dims”是此函数的无效关键字参数）@HighwayJohn:在它不起作用的系统上，您有一个过时的numpy版本。keepsdim实际上在做什么？