如何在 Numpy Python 中将 4 维数组的下三角形复制到上三角形？

目标是将下三角形复制到上三角形。 根据 OP 中提出的建议，起草了以下代码。

import numpy as np

lw_up_pair = np.tril_indices(4, -1)
arr=np.zeros((4,4,1,1))

arr[1,:1,:,0]=1
arr[2,:2,0,0]=2
arr[3,:3,0,0]=3
arr = arr + arr.T - np.diag(np.diag(arr))

但是，它给出了错误

ValueError：输入必须是1-或2-d。

我可以吗知道如何处理这个问题吗？

预期输出如下

[[[0.]],, [[1.]],, [[2.]],, [[3.]]]
[[[1.]],, [[0.]],, [[2.]],, [[3.]]]
[[[2.]],, [[2.]],, [[0.]],, [[3.]]]
[[[3.]],, [[3.]],, [[3.]],, [[0.]]]

错误“ValueError：输入必须为1-或2-d。”来自你在多维数组上使用 np.diag() 的方式。 np.diag() 在 1-D 数组上使用时用于提取矩阵的对角线，在 2-D 数组上使用时用于从对角线创建对角矩阵。你的数组是 4-D 的，因此它失败了。

你可以通过使用高级索引来实现这一点，而无需使用 np.diag() ：

import numpy as np

# 创建示例数组
arr = np.zeros((4, 4, 1, 1))
arr[1, :1, :, 0] = 1
arr[2, :2, 0, 0] = 2
arr[3, :3, 0, 0] = 3

# 获取下三角和上三角的索引
lw_up_pair = np.tril_indices(4, -1)
up_lw_pair = (lw_up_pair[1], lw_up_pair[0])

# 将下三角复制到上三角
arr[up_lw_pair] = arr[lw_up_pair]

print(arr)

这将产生所需的输出：

[[[[0.]]
  [[1.]]
  [[2.]]
  [[3.]]]

 [[[1.]]
  [[0.]]
  [[2.]]
  [[3.]]]

 [[[2.]]
  [[2.]]
  [[0.]]
  [[3.]]]

 [[[3.]]
  [[3.]]
  [[3.]]
  [[0.]]]]

这段代码的工作原理如下：

1. 获取下三角和上三角的索引：
2. np.tril_indices(4, -1) 返回一个包含下三角索引的元组 (rows, cols) ，不包括主对角线。

3. 我们通过反转 lw_up_pair 中的 rows 和 cols 索引来获得上三角的相应索引，将其存储在 up_lw_pair 中。

4. 将下三角复制到上三角：

5. 我们使用高级索引直接将下三角的值分配给上三角，利用了计算出的索引。

这种方法避免使用 np.diag() ，并通过直接索引操作有效地解决了该问题。