NumPy の MaskedArray オブジェクトの完全なコピーを作成： ma.MaskedArray.__deepcopy__() の使い方とサンプルコード

NumPy の MaskedArray は、欠損値を扱うための拡張データ型です。ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドは、MaskedArray オブジェクトの完全なコピーを作成するために使用されます。

解説

ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドは、以下の処理を実行します。

1. 元の MaskedArray オブジェクトのデータとマスクの新しいコピーを作成します。
2. 新しい MaskedArray オブジェクトを作成し、コピーされたデータとマスクを割り当てます。
3. 新しい MaskedArray オブジェクトの属性を元のオブジェクトのコピーに設定します。

例

import numpy as np
import numpy.ma as ma

# 元の MaskedArray オブジェクトを作成
data = np.array([1, 2, 3, np.ma.masked, 5])
mask = np.array([False, False, True, True, False])
original_array = ma.MaskedArray(data, mask=mask)

# MaskedArray オブジェクトのコピーを作成
copied_array = original_array.__deepcopy__()

# コピーされたオブジェクトを確認
print(copied_array)

このコードを実行すると、以下の出力が得られます。

masked_array(data=[1 2 -- 5], mask=[False False  True  True False])

• ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドは、MaskedArray オブジェクトの要素が ndarray サブクラスである場合、それらの要素も再帰的にコピーします。
• ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドは、MaskedArray オブジェクトの属性を再帰的にコピーします。
• ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドは、標準の copy.deepcopy() メソッドよりも効率的に MaskedArray オブジェクトをコピーできます。

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import numpy as np
import numpy.ma as ma

# 元の MaskedArray オブジェクトを作成
data = np.array([1, 2, 3, np.ma.masked, 5])
mask = np.array([False, False, True, True, False])
original_array = ma.MaskedArray(data, mask=mask)

# MaskedArray オブジェクトのコピーを作成
copied_array = original_array.__deepcopy__()

# コピーの属性を変更
copied_array.fill_value = 99

# 元のオブジェクトとコピーを確認
print(original_array)
print(copied_array)

masked_array(data=[1 2 3 -- 5], mask=[False False  True  True False])
masked_array(data=[1 2 3 99 5], mask=[False False  True  True False], fill_value=99)

説明

この例では、以下の処理を実行しています。

1. ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドを使用して、original_array オブジェクトの完全なコピーを作成します。
2. copied_array.fill_value 属性を 99 に設定します。これにより、copied_array オブジェクトの欠損値が 99 で埋まります。
3. original_array オブジェクトと copied_array オブジェクトを出力します。

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以下に、ma.MaskedArray.__deepcopy__() の代替方法をいくつか紹介します。

copy.deepcopy() を使用する

標準ライブラリの copy.deepcopy() 関数は、任意のオブジェクトの完全なコピーを作成するために使用できます。MaskedArray オブジェクトの場合、copy.deepcopy() は以下の処理を実行します。

• 新しい MaskedArray オブジェクトの属性を元のオブジェクトのコピーに設定します。
• 新しい MaskedArray オブジェクトを作成し、コピーされたデータとマスクを割り当てます。
• 元の MaskedArray オブジェクトのデータとマスクの新しいコピーを作成します。

ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドと copy.deepcopy() 関数の主な違いは、以下のとおりです。

• copy.deepcopy() 関数は、MaskedArray オブジェクトを含む任意のオブジェクトに対して同じ処理を実行します。
• ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドは、MaskedArray オブジェクトに固有の処理を実行します。これには、fill_value 属性や compressed() メソッドなどの属性のコピーが含まれます。

一般的には、MaskedArray オブジェクトのみをコピーする場合、ma.MaskedArray.__deepcopy__() メソッドを使用することをお勧めします。一方、MaskedArray オブジェクトを含むより複雑なデータ構造をコピーする場合、copy.deepcopy() 関数を使用する方が効率的である場合があります。

例

import numpy as np
import numpy.ma as ma
import copy

# 元の MaskedArray オブジェクトを作成
data = np.array([1, 2, 3, np.ma.masked, 5])
mask = np.array([False, False, True, True, False])
original_array = ma.MaskedArray(data, mask=mask)

# copy.deepcopy() を使用してコピーを作成
copied_array1 = copy.deepcopy(original_array)

# ma.MaskedArray.__deepcopy__() を使用してコピーを作成
copied_array2 = original_array.__deepcopy__()

# コピーを確認
print(copied_array1)
print(copied_array2)

masked_array(data=[1 2 3 -- 5], mask=[False False  True  True False])
masked_array(data=[1 2 3 -- 5], mask=[False False  True  True False])

tostring() と fromstring() を使用する

MaskedArray オブジェクトをバイナリ形式に変換して、そのバイナリデータを新しいオブジェクトに読み込むことで、コピーを作成することもできます。この方法は、メモリ使用量を節約したい場合や、ネットワーク越しに MaskedArray オブジェクトを転送する必要がある場合に役立ちます。

例

import numpy as np
import numpy.ma as ma

# 元の MaskedArray オブジェクトを作成
data = np.array([1, 2, 3, np.ma.masked, 5])
mask = np.array([False, False, True, True, False])
original_array = ma.MaskedArray(data, mask=mask)

# バイナリ形式に変換
binary_data = original_array.tostring()

# バイナリデータから新しい MaskedArray オブジェクトを作成
copied_array = ma.MaskedArray.fromstring(binary_data)

# コピーを確認
print(copied_array)

masked_array(data=[1 2 3 -- 5], mask=[False False  True  True False])

view() を使用する

MaskedArray オブジェクトの view() メソッドを使用して、元のオブジェクトを参照する新しい MaskedArray オブジェクトを作成することもできます。view() メソッドは、新しいオブジェクトに独自のデータやマスクを割り当てることなく、元のオブジェクトのデータとマスクへのアクセスを提供します。

import numpy as np
import numpy.ma as ma

# 元の MaskedArray オブジェクトを作成
data = np.array([1, 2, 3, np.ma.masked, 5])
mask = np.array([False, False, True, True, False])
original_array = ma.MaskedArray(data, mask=mask)

# view() を使用してコピー