Циклическое раздвижное окно Iteration
Рассмотрим некоторую заданную последовательность и длину окна, скажем, list
a = [13 * i + 1 for i in range(24)]
(так что
In [61]: a
Out[61]:
[1,
14,
27,
40,
...,
287,
300]
)
и длина окна 3.
Я хотел бы взять скользящую оконную сумму этой последовательности, но циклически; то есть для вычисления длины -24 list
:
[sum([1, 14, 27]),
sum([14, 27, 40]),
...,
sum([287, 300, 1]),
sum([300, 1, 14])]
Лучшее, что я мог придумать, используя collections.deque
и глупые трюки лямбда, было
d = collections.deque(range(24))
d.rotate(1)
map(lambda _: d.rotate(-1) or sum(a[i] for i in list(d)[: 3]), range(24))
Есть ли что-то менее ужасное?
Ответы
Ответ 1
Как насчет простой
a = [13 * i + 1 for i in range(24)]
w = 3
aa = a + a[:w]
print([sum(aa[i:i+w]) for i in range(len(a))])
Обратите внимание, что если окно велико, есть лучшие способы вычислить скользящую сумму окна в O(n)
(т.е. с постоянным временем на элемент, независимо от размера окна).
Идея состоит в том, чтобы выполнить "преобразование сканирования", заменяя каждый элемент суммой всех элементов с самого начала (для этого требуется один проход).
Затем сумма элементов из x0 в x1 вычисляется в O (1) с
sum_table[x1] - sum_table[x0]
В коде:
sum_table = [0]
for v in a:
sum_table.append(sum_table[-1] + v)
for v in a[:w]:
sum_table.append(sum_table[-1] + v)
print([sum_table[i+w] - sum_table[i] for i in range(len(a))])
Ответ 2
Если вы не против использования itertools, это одно из решений:
from itertools import cycle, islice
a_one = islice(cycle(a), 1, None)
a_two = islice(cycle(a), 2, None)
sums = [sum(t) for t in zip(a, a_one, a_two)]
Вы также можете написать абстракцию для этого в терминах длины окна:
wlen = 3
a_rotations = (islice(cycle(a), i, None) for i in range(1, wlen))
sums = [sum(t) for t in zip(a, *a_rotations)]
Вот еще одно решение, которое является более масштабируемым решением по длине окна:
alen = len(a)
wlen = 3
sums = [sum(a[:wlen])]
for i in range(alen - 1):
sums.append(sums[i] - a[i] + a[i + wlen - alen])
Другое решение, которое эффективно объединяет две идеи и заимствует идею сохранения переменных из решения Стефана Похмана:
from itertools import islice, cycle
wlen = 3
rotatediterator = islice(cycle(a), wlen, None)
sums = []
lastsum = sum(a[:wlen])
for addval, subval in zip(rotatediterator, a):
sums.append(lastsum)
lastsum += addval - subval
Ответ 3
Это будет работать для любого n
с использованием islice и sum:
from itertools import cycle, islice
def rolling_window(func, l, n):
for i in xrange(len(l)):
yield func(islice(cycle(l), i, n+i))
print(list(rolling_window(sum,l,3)))
[42, 81, 120, 159, 198, 237, 276, 315, 354, 393, 432, 471, 510, 549, 588, 627, 666, 705, 744, 783, 822, 861, 588, 315]
Или используя выход из python3:
from itertools import cycle, islice
def rolling_window(func, l, n):
yield from (func(islice(cycle(l), i, n+i)) for i in range(len(l)))
Или используя modulo:
out, ln, n = [], len(l), 3
sm = sum(l[:n])
for i in range(1, 25):
out.append(sm)
sm = sm - l[(i - 1) % ln] + l[(i+n-1) % ln]
print(out)
Ответ 4
Быстрый способ (по крайней мере, для больших размеров окна):
sums = []
s = sum(a[:3])
for i, n in enumerate(a, 3-len(a)):
sums.append(s)
s += a[i] - n
Аналогично, но используя itertools.accumulate
:
acc = list(accumulate([0] + a + a))
print([acc[i+3] - acc[i] for i in range(len(a))])
Или как Shashank, но с отрицательными индексами:
sums = [sum(a[:3])]
for i in range(-len(a), -1):
sums.append(sums[-1] - a[i] + a[i+3])
И короткий и базовый, снова используя отрицательные индексы:
[a[i] + a[i+1] + a[i+2] for i in range(-len(a), 0)]
Ответ 5
В каждую последующую точку добавьте новый (a[i]
) и вычтите старый (a[i-3]
). Чтобы обернуть назад, вы можете связать диапазоны.
s = [sum(a[:3])]
for i in itertools.chain(range(3,len(a)), range(3)) :
s.append( s[-1] + a[i] - a[i-3] )
Ответ 6
Вы можете использовать map
с функцией zip
:
>>> new=a+a[:2]
>>> new
[1, 14, 27, 40, 53, 66, 79, 92, 105, 118, 131, 144, 157, 170, 183, 196, 209, 222, 235, 248, 261, 274, 287, 300, 1, 14]
>>> map(sum,zip(new,new[1:],new[2:]))
[42, 81, 120, 159, 198, 237, 276, 315, 354, 393, 432, 471, 510, 549, 588, 627, 666, 705, 744, 783, 822, 861, 588, 315]
>>>
Обратите внимание, что мы создали new
с конкатенированием первых двух элементов a
до конца a
, а zip(new,new[1:],new[2:])
предоставит вам поднаборы желания, тогда вы можете использовать функцию map
для применения sum
на нем:
>>> zip(new,new[1:],new[2:])
[(1, 14, 27), (14, 27, 40), (27, 40, 53), (40, 53, 66), (53, 66, 79), (66, 79, 92), (79, 92, 105), (92, 105, 118), (105, 118, 131), (118, 131, 144), (131, 144, 157), (144, 157, 170), (157, 170, 183), (170, 183, 196), (183, 196, 209), (196, 209, 222), (209, 222, 235), (222, 235, 248), (235, 248, 261), (248, 261, 274), (261, 274, 287), (274, 287, 300), (287, 300, 1), (300, 1, 14)]