替换嵌套循环

我刚开始学习Python,理解如何实现以下目标时遇到了困难(我是一名Java程序员)。

这是初始代码:

  def compute_distances_two_loops(self, X):    """    计算X中每个测试点与self.X_train中每个训练点之间的距离,使用嵌套循环遍历训练数据和测试数据。    输入:    - X: 一个形状为(num_test, D)的numpy数组,包含测试数据。    返回:    - dists: 一个形状为(num_test, num_train)的numpy数组,其中dists[i, j]是第i个测试点与第j个训练点之间的欧几里得距离。    """    num_test = X.shape[0]    num_train = self.X_train.shape[0]    dists = np.zeros((num_test, num_train))    for i in range(num_test):      for j in range(num_train):        #####################################################################        # TODO:                                                             #        # 计算第i个测试点与第j个训练点之间的l2距离,并将结果存储在dists[i, j]中。你不应该使用维度的循环。                                    #        #####################################################################        dists[i, j] = np.sum(np.square(X[i] - self.X_train[j]))        #####################################################################        #                       END OF YOUR CODE                            #        #####################################################################    return dists

这是应该减少一个嵌套循环但仍能输出相同数组的代码片段:

  def compute_distances_one_loop(self, X):    """    计算X中每个测试点与self.X_train中每个训练点之间的距离,使用单一循环遍历测试数据。    输入/输出:与compute_distances_two_loops相同    """    num_test = X.shape[0]    num_train = self.X_train.shape[0]    dists = np.zeros((num_test, num_train))    for i in range(num_test):      tmp = '%s %d' % ("\nfor i:", i)      print(tmp)      print(X[i])      print("end of X[i]")      print(self.X_train[:]) # 所有内容 [[ ... ... ]]      print(": before, i after")      print(self.X_train[i]) # 只是一行      print(self.X_train[i, :])      #######################################################################      # TODO:                                                               #      # 计算第i个测试点与所有训练点之间的l2距离,并将结果存储在dists[i, :]中。                        #      #######################################################################      dists[i, :] = np.sum(np.square(X[i] - self.X_train[i, :]))      print(dists[i])      #######################################################################      #                         END OF YOUR CODE                            #      #######################################################################    return dists

看起来这个应该对我有帮助,但我还是没能弄明白。

你可以看到,我的陷阱之一是我对“:”的具体用法理解不够透彻。

我花了几个小时试图弄清楚这件事,但似乎我确实缺乏一些核心知识。有人能帮帮我吗?这个练习来自斯坦福大学的视觉识别课程:这是第一项作业,但这不是我的实际作业,因为我只是为了乐趣自学这门课程。

目前,我的代码片段输出了two_loops对角线的正确值,但对于整行。我不明白如何将dists[i, :]中的:- self.X_train[i, :]部分同步。如何计算X[i]减去一个遍历整个self.X_train的迭代?

注意num_test是500×3072,num_train是5000×3072。3072来自32x32x3,这是32×32图片的RGB值。dists[i,j]是一个500×5000的矩阵,映射num_test的第i个元素与num_train的第j个元素之间的L2距离。


回答:

def compute_distances_one_loop(self, X):    """    计算X中每个测试点与self.X_train中每个训练点之间的距离,使用单一循环遍历测试数据。    输入/输出:与compute_distances_two_loops相同    """    num_test = X.shape[0]    num_train = self.X_train.shape[0]    dists = np.zeros((num_test, num_train))    for i in range(num_test):      tmp = '%s %d' % ("\nfor i:", i)      print(tmp)      #######################################################################      # TODO:                                                               #      # 计算第i个测试点与所有训练点之间的l2距离,并将结果存储在dists[i, :]中。                        #      #######################################################################      dists[i] = np.sum(np.square(X[i] - self.X_train), axis=1)      print(dists[i])      #######################################################################      #                         END OF YOUR CODE                            #      #######################################################################    return dists

在循环中移除包含self.X_train的打印语句,因为长度不一致。(IndexOutOfRangeException)我不确定这是否移除了第二个循环,但这是一个可行的解决方案。

另一个评论,我认为你在欧几里得距离公式上犯了错误。你在最后缺少了sqrt函数。

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