Inverse of cumsum for multi-dimensional array in python

I would like to know how to perform the inverse operation of cumulative sum on a multi-dimensional array in Python.

For example, we can get cumulative array P of a given 2D array T by

import numpy as np
T = np.array([[1,3,2],[5,5,6],[1,8,3]])
P = np.cumsum(np.cumsum(T, axis=0), axis=1)
print(P)
# P is then, 
# [[1, 4, 6],
#  [6,14,22],
#  [7,23,34]]

My question is, how do I get T from P? I want to reconstruct T from P.

The above is a two-dimensional case, but I need an implementation where T and P can be any dimension.

The answer for Julia is provided:
Inverse of cumsum in Julia

Still, I am seeking the answer for Python.

EDIT

Thank you for the nice answers. I have compared two suggested methods in terms of computational cost. Apparently, both methods are enough efficient.

T = np.random.randint(100, size=[100,50,25,50])
%timeit cumdiff(T) 
#319 ms ± 134 μs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)
%timeit decumsum(T)
#324 ms ± 943 μs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)

You can use diff and hstack/vstack:

tmp = np.hstack([P[:, [0]], np.diff(P)])
T2 = np.vstack([tmp[[0]], np.diff(tmp, axis=0)])

Variant with pandas:

import pandas as pd

tmp = pd.DataFrame(P).diff(axis=1).fillna(df)
T2 = tmp.diff(axis=0).fillna(tmp).to_numpy()

Output:

array([[1, 3, 2],
       [5, 5, 6],
       [1, 8, 3]])

Intermediate tmp:

array([[ 1,  3,  2],
       [ 6,  8,  8],
       [ 7, 16, 11]])

arbitrary number of dimensions:

We can use the same logic for each dimension, with concatenate

def decumsum(a):
    for x in range(a.ndim-1, -1, -1):
        a = np.concatenate([a[(slice(None),)*x+([0],)],
                            np.diff(a, axis=x)], axis=x)
    return a

T2 = decumsum(P)

Validation:

np.random.seed(0)
T = np.random.randint(0, 10, size=(3,4,5,6))
P = T.copy()
for x in range(T.ndim):
    P = np.cumsum(P, axis=x)

np.allclose(T, decumsum(P)) # True

You can use numpy.diff() with prepend=0 to produce the cumdiff function below (likewise, the cumsum function below generalizes your creation of P to arbitrarily many dimensions):

import numpy as np

def cumsum(a):
    s = np.copy(a)
    for dim in range(a.ndim):
        np.cumsum(s, axis=dim, out=s)
    return s

def cumdiff(a):
    d = a
    for dim in range(a.ndim):
        d = np.diff(d, axis=dim, prepend=0)
    return d

ndim = np.random.randint(1, 5)  # Test with max. 4 dimensions
shape = np.random.randint(1, 10, size=ndim)  # Test with max. 9 values per dimension
T = np.random.randint(100, size=shape)  # Test with a maximum value of 99 per element
P = cumsum(T)
assert (T == cumdiff(P)).all()

Intuitively it makes more sense to write for dim in range(a.ndim-1, -1, -1): ... in cumdiff(), and thus start subtracting in the highest axis, as is done in mozway’s answer. Mathematically, the order of axes does not make a difference. Numerically I am not sure, and it thus might be worth testing.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật