Test si un tableau numpy ne contient que des zéros

Question

Nous initialisons un tableau numpy avec des zéros comme ci-dessous :

np.zeros((N,N+1))

Mais comment vérifier si tous les éléments d'une matrice numpy array n*n donnée sont nuls.
La méthode doit juste retourner un True si toutes les valeurs sont effectivement nulles.

Answer 1

Les autres réponses affichées ici fonctionneront, mais la fonction la plus claire et la plus efficace à utiliser est la suivante numpy.any() :

>>> all_zeros = not np.any(a)

ou

>>> all_zeros = not a.any()

• Cette solution est préférable à numpy.all(a==0) car il utilise moins de RAM. (Elle ne nécessite pas le tableau temporaire créé par la fonction a==0 terme.)
• En outre, il est plus rapide que numpy.count_nonzero(a) car il peut retourner immédiatement lorsque le premier élément non nul a été trouvé.
  • Edit : Comme @Rachel l'a souligné dans les commentaires, np.any() n'utilise plus la logique de "court-circuit", donc vous ne verrez pas d'avantage de vitesse pour les petites matrices.

Answer 2

Vérifiez numpy.count_nonzero .

>>> np.count_nonzero(np.eye(4))
4
>>> np.count_nonzero([[0,1,7,0,0],[3,0,0,2,19]])
5

Answer 3

J'utiliserais np.all ici, si vous avez un tableau a :

>>> np.all(a==0)

Answer 4

Comme le dit une autre réponse, vous pouvez profiter des évaluations véridiques/fausses si vous savez que 0 est le seul élément falsy possible dans votre tableau. Tous les éléments d'un tableau sont faussés s'il n'y a pas d'éléments véridiques dans ce tableau.

>>> a = np.zeros(10)
>>> not np.any(a)
True

Cependant, la réponse affirmait que any était plus rapide que les autres options, en partie à cause des courts-circuits. En 2018, la méthode de Numpy all y any ne pas court-circuiter .

Si vous faites souvent ce genre de chose, il est très facile de fabriquer vos propres versions de court-circuitage en utilisant numba :

import numba as nb

# short-circuiting replacement for np.any()
@nb.jit(nopython=True)
def sc_any(array):
    for x in array.flat:
        if x:
            return True
    return False

# short-circuiting replacement for np.all()
@nb.jit(nopython=True)
def sc_all(array):
    for x in array.flat:
        if not x:
            return False
    return True

Celles-ci ont tendance à être plus rapides que les versions de Numpy, même lorsqu'elles ne sont pas court-circuitées. count_nonzero est le plus lent.

Quelques entrées pour vérifier les performances :

import numpy as np

n = 10**8
middle = n//2
all_0 = np.zeros(n, dtype=int)
all_1 = np.ones(n, dtype=int)
mid_0 = np.ones(n, dtype=int)
mid_1 = np.zeros(n, dtype=int)
np.put(mid_0, middle, 0)
np.put(mid_1, middle, 1)
# mid_0 = [1 1 1 ... 1 0 1 ... 1 1 1]
# mid_1 = [0 0 0 ... 0 1 0 ... 0 0 0]

Vérifiez :

## count_nonzero
%timeit np.count_nonzero(all_0) 
# 220 ms ± 8.73 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)
%timeit np.count_nonzero(all_1)
# 150 ms ± 4.56 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

### all
# np.all
%timeit np.all(all_1)
%timeit np.all(mid_0)
%timeit np.all(all_0)
# 56.8 ms ± 3.41 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)
# 57.4 ms ± 1.76 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)
# 55.9 ms ± 2.13 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

# sc_all
%timeit sc_all(all_1)
%timeit sc_all(mid_0)
%timeit sc_all(all_0)
# 44.4 ms ± 2.49 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)
# 22.7 ms ± 599 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)
# 288 ns ± 6.36 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)

### any
# np.any
%timeit np.any(all_0)
%timeit np.any(mid_1)
%timeit np.any(all_1)
# 60.7 ms ± 1.38 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)
# 60 ms ± 287 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)
# 57.7 ms ± 1.12 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

# sc_any
%timeit sc_any(all_0)
%timeit sc_any(mid_1)
%timeit sc_any(all_1)
# 41.7 ms ± 1.24 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)
# 22.4 ms ± 1.51 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)
# 287 ns ± 12.7 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)

* Aide all y any équivalences :

np.all(a) == np.logical_not(np.any(np.logical_not(a)))
np.any(a) == np.logical_not(np.all(np.logical_not(a)))
not np.all(a) == np.any(np.logical_not(a))
not np.any(a) == np.all(np.logical_not(a))

Answer 5

Ça va marcher.

def check(arr):
    if np.all(arr == 0):
        return True
    return False