Python:如何在两个单独的数组之间找到两个相等/最接近的值



假设我们有两个长度相等的数组:

arr1 = (21, 2, 3, 5, 13)
arr2 = (10, 4.5, 9, 12, 20)

arr1中的哪个变量等于/最接近arr2中的变量?

看看这两个列表,我们可以很容易地说最接近的数字是 4.55。我尝试实现一个函数,该函数在给定两个列表的情况下返回两个最接近的值,它有点适用于上面的示例,但它几乎不是一个解决方案,因为它不是最佳的。当我们像这样稍微更改数组时,您可以轻松检查函数是否失败:

arr1 = (21, 2, 3, 5, 13)
arr2 = (10, 4.5, 9, 12, 18)

函数返回的值为 13 和 18

这是函数:

def get_nearest(arr1, arr2):
    lr = [[0, 0, 0]]
    for x1 in arr1:
        for x2 in arr2:
            r = (x1 / x2 % (x1 + x2))
            print x1, x2, r
            if r <= 1 and r >= lr[0][2]:
                lr.pop()
                lr.append([x1, x2, r])
    return lr

你能想出一个更好的吗?

速度是个问题吗?你关心领带吗? 如果没有,那么像这样简单的事情呢

from itertools import product
sorted(product(arr1, arr2), key=lambda t: abs(t[0]-t[1]))[0]

对于两者

arr1 = (21, 2, 3, 5, 13)
arr2 = (10, 4.5, 9, 12, 20)

arr1 = (21, 2, 3, 5, 13)
arr2 = (10, 4.5, 9, 12, 18)

这会产生

(5, 4.5)

解释:

product(arr1, arr2) = [(a1, a2) for (a1, a2) in product(arr1, arr2)]

生成所有 N**2 对数字的列表:

[(21, 10), (21, 4.5), ..., (13, 12), (13, 20)]

然后我们使用sorted按绝对差分(|a1 - a2|)对它们进行排序。通过传递sorted key关键字,我们告诉sorted使用排序标准lambda t: abs(t[0] - t[1])。 绝对差异最小的对被放置在排序数组的第一个索引中,因此我们可以通过在末尾[0]来获取它。

编辑:

正如 Piotr 在评论中建议的那样,您可以将key=func馈送到 minmax ,这大大加快了速度。 请尝试:

from itertools import product
min(product(arr1, arr2), key=lambda t: abs(t[0]-t[1]))[0]
这是我

能够编写的最快的算法,它具有n*log(n)的复杂性,比其他答案中提出的朴素n*n方法快得多。它在处理之前对数组进行排序(这是最耗时的部分),然后尝试最小化差异(在最坏的情况下需要 2*n):

def closest_array_items(a1, a2):
    if not a1 or not a2:
        raise ValueError('Empty array')
    a1, a2  = iter(sorted(a1)), iter(sorted(a2))
    i1, i2 = a1.next(), a2.next()
    min_dif = float('inf')
    while 1:
        dif = abs(i1 - i2)
        if dif < min_dif:
             min_dif = dif
             pair = i1, i2
             if not min_dif:
                  break
        if i1 > i2:
            try:
                i2 = a2.next()
            except StopIteration:
                break
        else:
            try:
                i1 = a1.next()
            except StopIteration:
                break
    return pair
>>> arr1 = (21, 2, 3, 5, 13)
>>> arr2 = (10, 4.5, 9, 12, 20)
>>> for a1 in arr1:
...     for a2 in arr2:
...         if a1 > a2:
...             result.append([a1, a2, a1-a2])
...         else:
...             result.append([a1, a2, a2-a1])
>>> sorted(result, key=lambda i:i[-1])[0][:2]
[5, 4.5]

一个简单的方法是获取两个数组之间的差异,并按它们的差异对它们进行排序并获取第一个元素。

>>> sorted([[a1,a2,a1-a2] if(a1>a2) else [a1,a2,a2-a1] for a1 in arr1 for a2 in arr2], key=lambda i:i[-1])[0][:2]
[5, 4.5]
<</div> div class="one_answers">

简单地保存每次迭代中的差异和值怎么样......

arr1 = (21, 2, 3, 5, 13)
arr2 = (10, 4.5, 9, 12, 20)
diff = float("inf")
for a1 in arr1:
    for a2 in arr2:
        if abs(a1-a2) < diff:
            diff = abs(a1-a2)
            values = (a1, a2)
print(values)

这里有一个函数,对于长度为 1000, 2000 的两个向量,它在 ~0.01s 内解决了这个问题:

def get_closest_elements(arr_1, arr_2):
    """
    The function finds the two closest elements in two arrays
    Returns
    -------
    idx_1 : int
        index of element in arr_1
    idx_2 : int
        index of element in arr_2
    min_diff : float
        minimal difference between arrays
    """
    # get array with all differences between arrays
    diff_arr = x[:, np.newaxis] - y
    # get absolute value
    diff_arr = np.abs(diff_arr)
    # get minimum difference
    min_diff = np.min(diff_arr)
    # get the indexes for the elements of interest in arr_1 and arr_2
    idx_1, idx_2 = np.where(diff_arr == min_diff)
    return idx_1, idx_2, min_diff

# apply function
x = np.array([21, 2, 3, 5, 13])
y = np.array([10, 4.5, 9, 12, 20])
# n = 1000
# x = np.random.rand(n)
# y = np.random.rand(2*n)
idx_1, idx_2, min_diff = get_closest_elements(x, y)
print "x{} - y{} = {}".format(idx_1, idx_2, min_diff)

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