为什么下面的操作数不能一起广播？

Question

数组具有以下维度： dists: (500,5000) train: (5000,) test:(500,)

为什么前两个语句会抛出错误，而第三个却可以正常工作？

1. dists += train + test

错误：ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (5000,) (500,)

1. dists += train.reshape(-1,1) + test.reshape(-1,1)

错误：ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (5000,1) (500,1)

1. dists += train + test.reshape(-1,1) 这很好用！

为什么会这样？

Answer 1

这与 NumPy 的广播规则有关。引用 NumPy 手册：

当对两个数组进行操作时，NumPy 会逐元素比较它们的形状。它从尾随维度开始，然后向前推进。两个维度兼容时

1. 它们是相等的，或者
2. 其中一个是 1

第一个语句抛出错误，因为 NumPy 只看维度，(5000,) 和 (500,) 不相等，不能一起广播。

在第二个语句中，train.reshape(-1,1) 的形状为 (5000,1)，test.reshape(-1,1) 的形状为 (500,1)。尾随维度（长度一）相等，所以没关系，但是 NumPy 会检查另一个维度和5000 != 500，所以广播在这里失败。

在第三种情况下，您的操作数是(5000,) 和(500,1)。在这种情况下，NumPy 确实 允许广播。一维数组沿二维数组的尾随长度为 1 维扩展。

FWIW，形状和广播规则有时会有点棘手，我经常被类似的事情弄糊涂。