0

0

如何用 NumPy 高效实现“向前填充为前一个更大值”的数组变换

碧海醫心

碧海醫心

发布时间:2026-01-11 22:40:35

|

481人浏览过

|

来源于php中文网

原创

如何用 NumPy 高效实现“向前填充为前一个更大值”的数组变换

本文介绍使用 `np.maximum.accumulate()` 一行代码替代手动循环,将数组中所有小于前一元素的值替换为此前的最大值(即计算运行最大值),显著提升性能与可读性。

在数据预处理或信号平滑等场景中,常需将单调递减的局部异常点“拉平”为之前达到的峰值——例如将 [10, -1, 2, 5, 19, 5, 5, 4, 10, 2] 转换为 [10, 10, 10, 10, 19, 19, 19, 19, 19, 19]。这类操作本质是计算运行最大值(running maximum),即从左到右遍历过程中每个位置截止当前的最大值。

传统做法是编写显式循环(如问题中提供的 func 函数),但存在明显缺陷:Python 层面迭代效率低、代码冗长、不易复用,且无法利用 NumPy 的向量化优势。

✅ 推荐解法:直接调用 np.maximum.accumulate():

import numpy as np

arr1 = np.array([10, -1, 2, 5, 19, 5, 5, 4, 10, 2])
result1 = np.maximum.accumulate(arr1)
print(result1)
# [10 10 10 10 19 19 19 19 19 19]

arr2 = np.array([0, 3, 5, 4, 3, 7, 2])
result2 = np.maximum.accumulate(arr2)
print(result2)
# [0 3 5 5 5 7 7]

该函数对输入数组沿指定轴(默认 axis=0)执行累积最大值运算,时间复杂度为 O(n),底层由高度优化的 C 代码实现,比纯 Python 循环快数倍至数十倍(尤其在大型数组上效果更显著)。

GitHub Copilot
GitHub Copilot

GitHub AI编程工具,实时编程建议

下载

⚠️ 注意事项:

  • np.maximum.accumulate() 是原地逻辑不可变操作,返回新数组,不修改原始数据(安全);
  • 仅适用于一维数组或需按行/列分别处理的多维场景(可通过 axis 参数控制);
  • 若需反向操作(即从右向左取运行最大值),可结合切片:np.maximum.accumulate(arr[::-1])[::-1];
  • 该方法不处理 NaN ——若数组含缺失值,建议先用 np.nan_to_num() 或 pd.Series.ffill() 配合 np.where() 做预处理。

总结:用 np.maximum.accumulate() 替代手写循环,不仅代码简洁(单行)、语义清晰(“累积最大值”直指需求本质),而且兼具高性能与强鲁棒性,是 NumPy 用户应熟练掌握的核心技巧之一。

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。

745

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。

634

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。

758

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。

617

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。

1260

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。

577

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。

705

2023.08.11

c++主流开发框架汇总
c++主流开发框架汇总

本专题整合了c++开发框架推荐,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

80

2026.01.09

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 | 3万人学习

SciPy 教程
SciPy 教程

共10课时 | 1.1万人学习

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 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号