Python numpy数组中的轴标签

np.ndarray是否具有携带轴标签的功能

假设我有一个二维数组，维度是时间和速度。我希望在对象中嵌入两个轴标签（时间和速度值），以便每当我对数组进行操作（例如切片或甚至打印）时，对象都会处理轴

找了一会儿，我什么也没找到。我正要开始自己编写这样一个类，然后我想在这里提问，以防万一我错过了什么

谢谢

编辑 考虑到目前为止的评论和答案，我认为我还没有清楚地解释我的自我，或者只是因为一个过于简单的例子[时间、速度]，我想要什么的背后的原因并不清楚

在我工作的领域中，通常会有来自多个传感器的记录，然后对数据进行分段，以便有多个样本/事件。如果每个传感器跨时间捕获一维信号，则有维度[传感器、事件、时间]（维度隐含在数据本身中）

当使用纯numpy.ndarray时，您将得到变量：

数据

，一个包含记录数据的三维数组<代码>传感器，一个一维np.recarray，包含每个传感器的所有信息（例如名称、位置等）<代码>事件，一维np.recarray，包含每个样本/事件的所有信息（例如类型、偏移量等）；时间，一个有时间值的向量

我想要的是将所有这些信息放在一个对象

mydata

中，而不必担心基本的操作（切片）。因此，

mydata[0:3，1:10]

将相应地切片相应的维度

我同意像绘图这样的事情是特定于数据的，但是我很乐意用一些额外的函数（例如，

plot

）来编写这样一个对象的子类

为什么这会有用？ 可读性：比较

data1 = data[0:3, 1:10]
sensor1 = sensor[0:3]
event1 = event[1:10]
time1 = time

用一个简单的

mydata1 = mydata[0:3, 1:10]

维护：第二个选项显然更易于维护，并且在所有相关变量的正确切片中不太容易出错

方便性：将所有这些信息放在同一个位置可以在类中集成有用且强大的功能。例如，如果我为时间序列创建派生类（强制具有时间轴），我可以运行特定于时间的函数，而无需指定时间或采样频率（因为此信息在对象本身中）。其想法是有一个带有轴标签的基类，必要时会自然产生特定的子类（例如，一个用于时间序列，一个用于视频，一个用于地形信息等），并包含专门的功能

接近但不完全 正如@user2357112所提到的，熊猫的数据帧与我想要的非常接近。但是，除了N-D数组仍然是实验性的这一事实之外，它似乎过于倾向于表式行为（就我到目前为止所阅读的内容而言），例如，将第一个维度与其他维度区别对待（项目与列）

值得吗？ 上面的内容可能看起来微不足道，也不值得付出努力，但几年前我用这样的功能编写了np.ndarray的一个子类，我可以向您保证，它让我的生活和代码变得轻松多了！（具体应用类似于上述示例[传感器、样本、时间]）。但那是在我学习python的时候，我编写python的方式并不是你所说的漂亮。它还存在一些基本错误，例如轴标签不遵循与np.ndarray相同的共享内存规则

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在着手重写这件事并将其公之于众之前，我想知道是否有类似的东西存在。

numpy

数组是抽象对象，可以用来构建带标签的表和绘图

pandas

推送表格和数据系列角度，

matplotlib

推送打印角度。对于大型数据存储，如超级计算机模型生成的数据，有NETCDF和HDF5等系统

您可能希望了解HDF5如何处理标注比例，以及

h5py

如何允许您在

numpy

中访问它们

数据集是多维数组。HDF5支持标注尺寸并将一个或“尺寸比例”与每个尺寸关联。维度比例只是另一个HDF5数据集

从轴创建数组是一项常见的

numpy

任务

np.arange

和

np.linspace

创建1d数组、

np.meshgrid

、

mgrid

和

ogrid

创建2d（或更大）数组，这些数组依次用于计算网格上的值。请注意，

meshgrid

允许您指定

ij

或

xy

样式，反映两种约定，行/列v打印水平/垂直轴

 X, Y = np.meshgrid(x,y)
 z = my_function(X,Y)

但打印功能可以采用各种形式的输入：

 plot(x, y, z)   # 2 1d arrays and a 2d
 scatter(X,Y,Z)  # 3 2d arrays
 scatter(XYZ)    # 1 Nx3 array

因此，虽然这是生成数组和依赖数组之间的连接，但这是一个更高级别的组织，您的代码必须维护它，而不是

numpy

为您做的事情

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提到的注释

结构化数组

。它可以将二维数组的

列

替换为命名的

字段

（并扩展到更高的维度），但在处理从CSV文件加载的各种数据时最有用。它们更像SQL表的字段，而不是绘图的

y

坐标

您可能正在寻找的是

---

根据其文件：

xarray:Python中的N-D标记数组和数据集 xarray（以前叫xray）是一个开源项目和Python包，它使使用带标签的多维数组变得简单、高效和有趣

Xarray以尺寸、坐标和属性的形式在原始NumPy类数组的基础上引入了标签，这使得开发人员体验更直观、更简洁、更不容易出错