包含可变大小物体（物体阵列）的Numpy ndarray

Question

晚上好，

我目前正在进行第一年大学项目，以模拟连续渗流。这涉及在n维空间中随机分布一些盘/球/超球体在正方形/立方体/超立方体上，并找到跨越边界的连接粒子群。为了加速所有这些粒子之间的本质碰撞检测，将它们分组为相互连接的簇，我决定使用空间分区，以便我的程序可以很好地与粒子数量成正比。这要求我将n维空间与均匀大小的盒子/立方体/超立方体分开，并将粒子放置在相关盒子内，以便可以进行优化的碰撞检查，这需要较少的比较，因为只有位于相邻盒子/立方体/超立方体中的粒子到需要检查新粒子的位置。所有的细节已经算出来了。

但是，使用具有与正在研究的空间相等的“维度”的ndarray似乎是个好主意。然后，ndarray中的每个“点”本身都会包含一组粒子对象。很容易查看ndarray中围绕新粒子坐标的对象，并循环遍历包含其他粒子的数组，这些对象包含必须进行检查的其他粒子。然后我发现ndarray只能包含固定大小的对象，这些粒子数组并不是因为它们会随着粒子随机添加到系统中而增长。

阵列（等..）阵列的正常numpy数组是唯一的解决方案或做结构类似于ndarray，但能够容纳可变大小的对象存在吗？ Ndarray看起来很棒，因为它是用编译语言c编写的numpy的一部分，所以它会很快。此外，ndarray不会要求和循环构造，因为我相信阵列数组（阵列等）会（注意：空间的维度和空间分割的增量不是恒定的，因为可以添加不同半径的粒子，这意味着空间划分方块/立方体/超立方体的大小的改变）。

速度在这个程序中是非常重要的，看到我发现算法良好的优化会被糟糕的实现所破坏！

Answer 1

您是否考虑过使用kd-tree？ kd-trees支持通过分割空间来快速枚举一个点的邻居（很像你对多维数组提供的建议）。

作为一个不错的奖金，还有已经在SciPy的，同伴项目NumPy的体面kd树实现：scipy.spatial.KDTree。