0

0

计算坐标列表间的距离矩阵(NumPy向量化实现)

聖光之護

聖光之護

发布时间:2025-12-27 12:15:32

|

252人浏览过

|

来源于php中文网

原创

计算坐标列表间的距离矩阵(NumPy向量化实现)

使用scipy的`cdist`函数可高效、向量化地计算任意坐标点集的两两欧氏距离矩阵,避免显式循环,兼顾简洁性与性能。

在科学计算和机器学习中,经常需要对一组二维(或高维)坐标点快速构建完整的成对距离矩阵(例如用于聚类、图构建或核方法)。虽然NumPy本身不直接提供距离矩阵函数,但借助scipy.spatial.distance.cdist——一个专为向量化计算设计的高性能工具,可在一行代码内完成全部计算,且底层基于优化的C实现,远快于Python循环或np.linalg.norm嵌套广播。

以下是一个完整示例:

import numpy as np
from scipy.spatial.distance import cdist

# 原始坐标列表(支持任意维度)
l_coords = [(1, 2), (1.1, 2.2), (1.05, 1.9)]

# 转为 NumPy 数组(必需:cdist 要求输入为 (n_samples, n_features) 形状)
coords = np.array(l_coords)

# 计算对称距离矩阵(默认使用欧氏距离)
dist_matrix = cdist(coords, coords)

print(dist_matrix)
# 输出:
# [[0.         0.2236068  0.1118034 ]
#  [0.2236068  0.         0.30413813]
#  [0.1118034  0.30413813 0.        ]]

关键说明

星火作家大神
星火作家大神

星火作家大神是一款面向作家的AI写作工具

下载
  • cdist(X, Y) 返回形状为 (len(X), len(Y)) 的矩阵;当 X == Y 时,结果为对称矩阵,主对角线全为0(点到自身的距离)。
  • 支持多种度量方式(如 'manhattan', 'cosine', 'chebyshev'),通过 metric= 参数指定。
  • 若仅需上三角/下三角部分(如避免重复计算),可后续用 np.triu(dist_matrix, k=1) 提取非对角元素。

⚠️ 注意事项

  • 输入必须是二维数组(即使是一维坐标,也要确保 shape 为 (n, 1));若传入一维列表或错误形状,会触发 ValueError。
  • 对于超大规模点集(如 >10⁵ 点),内存可能成为瓶颈(距离矩阵占 O(n²) 空间),此时应考虑近似算法或分块计算。
  • 若项目已依赖 scikit-learn,也可使用 sklearn.metrics.pairwise_distances,其接口一致且支持稀疏输入,但 cdist 通常更轻量、启动更快。

综上,scipy.spatial.distance.cdist 是计算坐标距离矩阵的首选向量化方案:简洁、可靠、高效,是NumPy生态中不可或缺的“隐形加速器”。

相关专题

更多
python开发工具
python开发工具

php中文网为大家提供各种python开发工具,好的开发工具,可帮助开发者攻克编程学习中的基础障碍,理解每一行源代码在程序执行时在计算机中的过程。php中文网还为大家带来python相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

708

2023.06.15

python打包成可执行文件
python打包成可执行文件

本专题为大家带来python打包成可执行文件相关的文章,大家可以免费的下载体验。

625

2023.07.20

python能做什么
python能做什么

python能做的有:可用于开发基于控制台的应用程序、多媒体部分开发、用于开发基于Web的应用程序、使用python处理数据、系统编程等等。本专题为大家提供python相关的各种文章、以及下载和课程。

736

2023.07.25

format在python中的用法
format在python中的用法

Python中的format是一种字符串格式化方法,用于将变量或值插入到字符串中的占位符位置。通过format方法,我们可以动态地构建字符串,使其包含不同值。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

616

2023.07.31

python教程
python教程

Python已成为一门网红语言,即使是在非编程开发者当中,也掀起了一股学习的热潮。本专题为大家带来python教程的相关文章,大家可以免费体验学习。

1234

2023.08.03

python环境变量的配置
python环境变量的配置

Python是一种流行的编程语言,被广泛用于软件开发、数据分析和科学计算等领域。在安装Python之后,我们需要配置环境变量,以便在任何位置都能够访问Python的可执行文件。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

547

2023.08.04

python eval
python eval

eval函数是Python中一个非常强大的函数,它可以将字符串作为Python代码进行执行,实现动态编程的效果。然而,由于其潜在的安全风险和性能问题,需要谨慎使用。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

573

2023.08.04

scratch和python区别
scratch和python区别

scratch和python的区别:1、scratch是一种专为初学者设计的图形化编程语言,python是一种文本编程语言;2、scratch使用的是基于积木的编程语法,python采用更加传统的文本编程语法等等。本专题为大家提供scratch和python相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

695

2023.08.11

ip地址修改教程大全
ip地址修改教程大全

本专题整合了ip地址修改教程大全,阅读下面的文章自行寻找合适的解决教程。

27

2025.12.26

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
最新Python教程 从入门到精通
最新Python教程 从入门到精通

共4课时 | 0.6万人学习

Django 教程
Django 教程

共28课时 | 2.5万人学习

SciPy 教程
SciPy 教程

共10课时 | 0.9万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2025 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号