numpy逻辑运算问题

Posted 2021-04-15

我在创造一个游戏。在游戏中，我有一个以0开头的numpy数组（正方形）。玩家通过将指定的整数添加到某个位置来填充数组。玩家可以通过填充整个行，列，对角线或反对角线（？）来获得游戏。目前这是我检查游戏成功的功能。

我有两个问题：1。我希望该功能检查所有玩家是否成功并返回一个元组（即（如果玩家2已赢）则返回（True，2）而不是一次一个。游戏的运作方式，永远不会有两名球员获胜，所以这不是问题。我将列出所有玩家的名单（即4名玩家的[1,2,3,4]）我可以传递给该功能。 2.我不想要“for”循环，因为我想在很多次迭代中执行此操作。

我一直在努力与numpy中的逻辑运算符，但我不想将其更改为列表或其他任何东西。

def check_success(gm,player): #gm is game array
            for i in range(len(gm)):
                if (not any(gm[i]-player)) or (not any(gm[:,i]-player)):
                    return True
            if (not any(np.diag(gm)-player)) or (not any(np.diag(np.fliplr(gm))-player)):
                return True
            return False

注意：我怀疑没有for循环就无法解决问题＃1。如果是这种情况，我更喜欢问题＃2解决了。我总是可以多次运行该功能，因为玩家的数量肯定会比gm的大小少得多。

答案

更新：优化的代码和基准：

计时

>>> stress_test(4, 1000, 2, 0, 0)
OP  : 0.322599 ms
pp0 : 0.451822 ms
pp1 : 0.140838 ms
>>> 
>>> stress_test(10, 1000, 4)
OP  : 1.051070 ms
pp0 : 0.425230 ms
pp1 : 0.166876 ms

码

import numpy as np

def f_OP(board, p):
    for cp in range(1, p+1):
        if check_success(board, cp):
            return True, cp
    else:
        return False, 0

def check_success(gm,player): #gm is game array
            for i in range(len(gm)):
                if (not any(gm[i]-player)) or (not any(gm[:,i]-player)):
                    return True
            if (not any(np.diag(gm)-player)) or (not any(np.diag(np.fliplr(gm))-player)):
                return True
            return False

def f_pp0(board, dummy=None):
    for b in (board, board.T, np.einsum('ii->i', board)[:, None],
              np.einsum('ii->i', board[::-1])[:, None]):
        L = np.diff(b, axis=0).any(axis=0) | (b[0] == 0)
        ind = L.argmin()
        if not L[ind]:
            return True, b[0, ind]
    return False, 0

def f_pp1(board, dummy=None):
    D = np.einsum('ii->i', board)
    DP = D != 0
    if DP[0] and (D[0] == D).all():
        return True, D[0]
    L = DP & (D == board).all(0)
    I = L.argmax()
    if L[I]:
        return True, D[I]
    L = DP & (D == board.T).all(0)
    I = L.argmax()
    if L[I]:
        return True, D[I]
    D = np.einsum('ii->i', board[::-1])
    if D[0] and (D[0] == D).all():
        return True, D[0]
    return False, 0

def stress_test(n, k, p, wr=0.1, fr=0.4):
    from timeit import timeit
    data = np.random.randint(1, p+1, (k, n, n))
    data *= np.random.random((k, n, n)) < fr
    w = np.where(np.random.random((k,)) < wr)[0][:, None]
    pw = np.random.randint(1, p+1, w.shape)
    wp = np.random.randint(-2, 2*n, w.shape)
    i = np.where(wp < n, np.arange(n), wp-n)
    j = np.where((wp >= n) | (wp < 0), np.arange(n), wp)
    j[wp.ravel()==-1, :] == np.arange(n)[::-1]
    data[w, i, j] = pw
    glb = dict(data=data, p=p)
    kwds = dict(number=10, globals=glb)
    ref = None
    for f, glb['f'] in globals().items():
        if f.startswith('f_'):
            print('{:<4s}: {:8.6f} ms'.format(f[2:], timeit("for d in data: f(d, p)", **kwds) * 1000 / k))
            if ref is None:
                ref = np.array([glb['f'](d, p) for d in data])
                print(np.count_nonzero(ref))
            else:
                assert (ref == np.array([glb['f'](d, p) for d in data])).all()