Khác biệt giữa Flatten() và Ravel() trong NumPy

Có nhiều cách để tạo một mảng NumPy. NumPy cung cấp hai phương pháp khác nhau để chuyển đổi một ndarray thành mảng 1D: sử dụng phương thức flatten() và phương thức ravel().

Ví dụ cơ bản

import numpy as np

# Tạo mảng từ list
arr = np.array([(2, 7, 3, 4), (5, 6, 9, 1)])

# Đầu ra flatten
print(arr.flatten())
# Đầu ra ravel
print(arr.ravel())

Kết quả

[2 7 3 4 5 6 9 1] [2 7 3 4 5 6 9 1]

Cả hai hàm đều trả về cùng một danh sách, vậy tại sao lại có hai phương thức cho cùng một nhiệm vụ? Dưới đây là những khác biệt chính:

arr.ravel()

• Trả về chỉ tham chiếu (view) của mảng gốc.
• Khi sửa đổi mảng trả về, giá trị của mảng gốc cũng thay đổi.
• Vì ravel() không cấp phát bộ nhớ mới, nó nhanh hơn flatten().
• ravel là hàm ở cấp thư viện (library-level function).

arr.flatten()

• Trả về một bản sao (copy) của mảng gốc.
• Khi sửa đổi mảng trả về, mảng gốc không bị ảnh hưởng.
• Vì flatten() cấp phát bộ nhớ mới, nó chậm hơn một chút so với ravel().
• Là một phương thức của đối tượng ndarray.

Ví dụ minh họa sự khác biệt

import numpy as np

# Tạo mảng numpy
arr = np.array([(1,2,3,4),(3,1,4,2)])
print("Mảng gốc:\n", arr)
print("Số chiều của mảng gốc: %d \n Kiểu của mảng gốc: %s" % (arr.ndim, type(arr)))

print("\nKết quả từ phương thức ravel: \n")
# Chuyển ndarray thành mảng 1D
b_arr = arr.ravel()
# ravel chỉ truyền view của mảng gốc cho 'b_arr'
print(b_arr)
b_arr[0] = 1000
print(b_arr)
# Lưu ý: giá trị của mảng gốc 'arr' tại arr[0][0] cũng trở thành 1000
print(arr)
print("Số chiều của mảng: %d \n Kiểu của mảng: %s" % (b_arr.ndim, type(b_arr)))

print("\nKết quả từ phương thức flatten: \n")
# Chuyển ndarray thành mảng 1D
c_arr = arr.flatten()
# flatten truyền bản sao của mảng gốc cho 'c_arr'
print(c_arr)
c_arr[0] = 0
print(c_arr)
# Thay đổi giá trị của c_arr không ảnh hưởng đến mảng gốc 'arr'
print(arr)
print("Số chiều của mảng->%d \n Kiểu của mảng->%s" % (c_arr.ndim, type(c_arr)))

Kết quả

Mảng gốc:
 [[1 2 3 4] [3 1 4 2]]
Số chiều của mảng gốc: 2 
 Kiểu của mảng gốc: 
Kết quả từ phương thức ravel: 
[1 2 3 4 3 1 4 2]
[1000 2 3 4 3 1 4 2]
[[1000 2 3 4] [ 3 1 4 2]]
Số chiều của mảng: 1 
 Kiểu của mảng: 
Kết quả từ phương thức flatten: 
[1000 2 3 4 3 1 4 2]
[0 2 3 4 3 1 4 2]
[[1000 2 3 4] [ 3 1 4 2]]
Số chiều của mảng->1 
 Kiểu của mảng->

Tóm lại: Sử dụng ravel() khi cần hiệu suất và không cần giữ nguyên mảng gốc. Sử dụng flatten() khi cần một bản sao độc lập để tránh tác động phụ.