python - 如何生成 3D 矢量网格？ (3D网格中的每个位置都是一个向量)

Question

我想生成一个维度为(dim,N,N,N)的四维数组。第一个分量ndim =3，N对应于网格长度。如何使用 python 优雅地生成这样一个数组？

这是我的“丑陋”实现:

qvec=np.zeros([ndim,N,N,N])  

freq   = np.arange(-(N-1)/2.,+(N+1)/2.)
x, y, z = np.meshgrid(freq[range(N)], freq[range(N)], freq[range(N)],indexing='ij')

qvec[0,:,:,:]=x
qvec[1,:,:,:]=y
qvec[2,:,:,:]=z

Answer 1

您的实现对我来说看起来足够好。不过，这里有一些改进可以使其更漂亮:

qvec=np.empty([ndim,N,N,N])  

freq   = np.arange(-(N-1)/2.,+(N+1)/2.)
x, y, z = np.meshgrid(*[freq]*ndim, indexing='ij')

qvec[0,...]=x   # qvec[0] = x
qvec[1,...]=y   # qvec[1] = y
qvec[2,...]=z   # qvec[2] = z

改进是:

• 使用numpy.empty()代替numpy.zeros()
• 摆脱 range(N) 索引，因为这会给出相同的 freq 数组
• 使用可迭代解包并利用 ndim
• 使用省略号表示尺寸(这也不是必需的)

因此，在合并上述所有要点之后，下面的代码就足够了:

qvec=np.empty([ndim,N,N,N])  
freq   = np.arange(-(N-1)/2.,+(N+1)/2.)
x, y, z = np.meshgrid(*[freq]*ndim, indexing='ij')    
qvec[0:ndim] = x, y, z

注意:我假设 N 是相同的，因为您使用了相同的变量名称。