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FJSevilla
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El problema se encuentra en:

for i in range(5): 
    linha_aux = linha_aux + 1
    if pivos_indices[i] > pivos_indices[linha_aux] and linha_aux < 5 and i < 5:

Tienes un array de 5 elementos, el valor máximo que alcanza i en tu for es 4, pero para i = 4 linha_aux vale 5 y pivos_indices[5] no es válido porque ese índice esta fuera de rango para un array de 5 elementos (en el que el indice máximo es 4). and linha_aux < 5 no sirve de protección porque no llega a evaluarse, ya que la indexación se produce antes de que se evalúe.

Lo lógico es hacer que el for itere hasta len(array) - 1, en este caso for i in range(4).

Hay una forma más simple de ordenar el array en función del numero de ceros consecutivos iniciales. Valiendonos de tu idea de usar np.nonzero podemos usar el array resultante con el indice de los pivotes. Después lo ordenamos y obtenemos los indices de los elementos ordenados (numpy.argsort) y por último hacemos un indexado de mat con él:

import numpy as np

def buscar_pivo(L):
    p = np.nonzero(L)[1]
    if p.size:
        return p[0]
    return L.size

mat = np.matrix([[0,  5,  2,  7,  8],
                 [0,  0,  0, 14, 16],
                 [0,  0,  0,  0,  0],
                 [0,  0, 10, 16, 22],
                 [0,  0,  0,  0,  8]]).astype(float)

res = mat[np.argsort(np.apply_along_axis(buscar_pivo, axis=1, arr=mat))]
print(res)

Salida:

[[  0.   5.   2.   7.   8.]
 [  0.   0.  10.  16.  22.]
 [  0.   0.   0.  14.  16.]
 [  0.   0.   0.   0.   8.]
 [  0.   0.   0.   0.   0.]]

Para tu ejemplo original obtenemos:

>>> mat = np.matrix([[0,  5,  2,  7,  8],
                     [8, 10,  4, 14, 16],
                     [0,  0,  0,  0,  0],
                     [2,  6, 10, 16, 22],
                     [3,  5,  8,  9, 15]]).astype(float)
>>> res = mat[np.argsort(np.apply_along_axis(buscar_pivo, axis=1, arr=mat))]
>>> res  
[[  8.  10.   4.  14.  16.]
 [  2.   6.  10.  16.  22.]
 [  3.   5.   8.   9.  15.]
 [  0.   5.   2.   7.   8.]
 [  0.   0.   0.   0.   0.]]


Edición:

  • La función buscar_pivo ha sido modificada para adaptarse a nuestras necesidades. Antes se retornaba -1 si la fila es nula (todos los elementos son 0). El problema es que al ordenar los indices de los pivotes estas filas quedarían las primeras, cuando deben ser las últimas. Por esta razón, en vez de retornar -1 se retorna el tamaño de la fila. Para una matriz de 5 x 5 se retorna 5, dado que el indice máximo es 4, estas líneas siempre quedaran ordenadas al final.

  • np.apply_along_axis(buscar_pivo, axis=1, arr=mat) itera sobre las filas de la matriz mat creando un array con las salidas resultado de aplicar la función buscar_pivo a cada fila. Es decir, llama a buscar_pivo por cada fila, pasando como argumento a la función esa fila y crea un nuevo array con los resultados. El argumento axis indica sobre que eje de la matriz vamos a aplicar la función. En una matriz 2d el eje 0 es el eje x (columnas) y el eje 1 es el eje y (filas). En este caso usamos el eje 1 ya que lo que queremos pasar a buscar_pivo son las filas. Si tenemos un array 3d podemos iterar sobre el eje z con axis = 3, y así sucesivamente. Vamos a verlo con un ejemplo:

      >>> import numpy as np
      >>> array = np.array[[1,  2],
                           [5,  9],
                           [-4, 3]]
    
      # Funcción estúpida que retorna la suma de los elementos de un array:
    
      >>> def suma(arr):
              return np.sum(arr)
    
      # Suma de los elementos de cada columna:
      >>> s = np.apply_along_axis(suma, axis=0, arr=array)
      >>> s
      array([ 2, 14])
    
      # Suma de los elementods de cada fila:
      >>> s = np.apply_along_axis(suma, axis=1, arr=array)
      >>> s
      array([ 3, 14, -1])
    
  • np.argsort en vez de retornar el array ordenado retorna los indices de esos elementos ordenados.

      >>> import numpy as np
      >>> array = np.array([4,  2,  1, 5])
      >>> s = array.argsort() 
      >>> s
      array([2, 1, 0, 3]) #Se corresponden con los indices de 1, 2, 4 y 5
    
  • Por último podemos hacer un indexado de un array pasándole un array de indices:

      >>> import numpy as np
      >>> array = np.array([4,  2,  1, 5])
      >>> s = array[[3, 0, 1, 2]]
      >>> s
      array([5, 4, 2, 1])
    
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