numpy max vs amax vs maximum


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numpy的具有看起来他们可被用于同样的东西三个不同的函数---不同之处在于numpy.maximum被用于逐元素,而numpy.maxnumpy.amax可以在特定轴,或所有元件一起使用。为什么不仅仅存在numpy.max?在性能上有一些微妙之处吗?

(类似minvs. aminvs. minimum

Answers:


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np.max只是的别名np.amax。此函数仅在单个输入数组上起作用,并在整个数组中找到最大元素的值(返回标量)。或者,它接受一个axis参数,并沿输入数组的轴找到最大值(返回一个新数组)。

>>> a = np.array([[0, 1, 6],
                  [2, 4, 1]])
>>> np.max(a)
6
>>> np.max(a, axis=0) # max of each column
array([2, 4, 6])

的默认行为np.maximum是采用两个数组并计算其按元素的最大值。在这里,“兼容”意味着可以将一个阵列广播到另一个阵列。例如:

>>> b = np.array([3, 6, 1])
>>> c = np.array([4, 2, 9])
>>> np.maximum(b, c)
array([4, 6, 9])

但是np.maximum它也是一个通用函数,这意味着它具有使用多维数组时有用的其他功能和方法。例如,您可以计算数组(或数组的特定轴)上的累积最大值:

>>> d = np.array([2, 0, 3, -4, -2, 7, 9])
>>> np.maximum.accumulate(d)
array([2, 2, 3, 3, 3, 7, 9])

无法使用np.max

您可以在使用时在一定程度上进行np.maximum模仿:np.maxnp.maximum.reduce

>>> np.maximum.reduce(d)
9
>>> np.max(d)
9

基本测试表明这两种方法在性能上是可比的。它们应该是np.max()实际需要np.maximum.reduce执行的计算。


1
谢谢。显然,人们可以将其amax用于与(-)相同的(根)目的maximumnumpy.amax([a1, a2], axis=0)但是对于这种行为,它的优化程度不如numpy.maximum吗?类似地,numpy.amax(例如axis参数)添加的细微之处是否会使它不再是ufunc
DilithiumMatrix

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没错,amax没有针对元素进行比较而优化-任何输入都必须是Numpy数组,以便在运行操作之前转换列表(假设两个形状相同)。amax专门针对该文档的文档说,maximum这里的速度更快。
Alex Riley 2015年

关于第二个问题:尽管ufuncs的主要目的是允许在数组之间广播操作,但我想amax 可以将其做成ufunc。似乎几乎不需要创建max一元ufunc。我认为amax在ufuncs真正存在之前就存在(它来自NumPy的父母数值),因此也保留下来供后代使用。
Alex Riley 2015年

这里 maximum.reduce是优选的性能:The Python function max() will find the maximum over a one-dimensional array, but it will do so using a slower sequence interface. The reduce method of the maximum ufunc is much faster. Also, the max() method will not give answers you might expect for arrays with greater than one dimension.[...]
汤姆·黑尔

1
@TomHale:我认为文档所指的是Python内置max()函数,而不是numpy.max(),但是绝对值得指出的是Python max()速度较慢。
Alex Riley

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您已经说明了为什么np.maximum不同的地方-它返回的数组是两个数组之间按元素的最大值。

至于np.amaxnp.max:它们都调用相同的函数- np.max只是的别名np.amax,它们计算数组中或沿数组轴上所有元素的最大值。

In [1]: import numpy as np

In [2]: np.amax
Out[2]: <function numpy.core.fromnumeric.amax>

In [3]: np.max
Out[3]: <function numpy.core.fromnumeric.amax>

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我现在觉得很愚蠢,我from numpy import max as np_max只是为了避免与通用仿制药发生冲突,max而我本可以使用amax 生皮
Bas Jansen '18年

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为了完整起见,在Numpy中有四个最大相关函数。它们分为两个不同的类别:

  • np.amax/np.maxnp.nanmax::用于单阵列订单统计
  • np.maximumnp.fmax:用于两个数组的元素比较

单阵列订单统计

NaNs传播者np.amax/np.max及其NaN无知对应物np.nanmax

  • np.max只是的别名np.amax,因此它们被视为一个函数。

    >>> np.max.__name__
    'amax'
    >>> np.max is np.amax
    True
  • np.max传播NaN,而np.nanmax忽略NaN。

    >>> np.max([np.nan, 3.14, -1])
    nan
    >>> np.nanmax([np.nan, 3.14, -1])
    3.14

二。用于两个数组的元素比较

NaNs传播者np.maximum及其NaNs无知对应物np.fmax

  • 这两个函数都需要两个数组作为要比较的前两个位置args。

    # x1 and x2 must be the same shape or can be broadcast
    np.maximum(x1, x2, /, ...);
    np.fmax(x1, x2, /, ...)
  • np.maximum传播NaN,而np.fmax忽略NaN。

    >>> np.maximum([np.nan, 3.14, 0], [np.NINF, np.nan, 2.72])
    array([ nan,  nan, 2.72])
    >>> np.fmax([np.nan, 3.14, 0], [np.NINF, np.nan, 2.72])
    array([-inf, 3.14, 2.72])
  • 逐个元素的函数是np.ufuncUniversal Function,这意味着它们具有正常Numpy函数所不具备的一些特殊属性。

    >>> type(np.maximum)
    <class 'numpy.ufunc'>
    >>> type(np.fmax)
    <class 'numpy.ufunc'>
    >>> #---------------#
    >>> type(np.max)
    <class 'function'>
    >>> type(np.nanmax)
    <class 'function'>

最后,相同的规则适用于四个最小相关功能:

  • np.amin/np.minnp.nanmin;
  • 并且np.minimumnp.fmin

0

np.maximum 不仅按元素进行比较,而且将数组与单个值进行比较

>>>np.maximum([23, 14, 16, 20, 25], 18)
array([23, 18, 18, 20, 25])
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