python - 有效地减去不同形状的numpy数组

Question

使用 numpy 的优秀广播规则，您可以从形状 (5,3) 数组 X 中减去形状 (3,) 数组 v

X - v

结果是一个形状为 (5,3) 的数组，其中每一行 i 是差值 X[i] - v。

有没有办法从X中减去形状为(n,3)的数组w，这样w的每一行都减去形式整个数组 X 而不显式使用循环？

Answer 1

您需要使用 None/np.newaxis 扩展 X 的维度形成一个 3D 数组，然后用 w 做减法。这将带来 broadcasting为这个 3D 操作发挥作用，并产生形状为 (5,n,3) 的输出。实现看起来像这样 -

X[:,None] - w  # or X[:,np.newaxis] - w

相反，如果所需的顺序是 (n,5,3)，那么您需要扩展 w 的维度，就像这样 -

X - w[:,None] # or X - w[:,np.newaxis] 

sample 运行-

In [39]: X
Out[39]: 
array([[5, 5, 4],
       [8, 1, 8],
       [0, 1, 5],
       [0, 3, 1],
       [6, 2, 5]])

In [40]: w
Out[40]: 
array([[8, 5, 1],
       [7, 8, 6]])

In [41]: (X[:,None] - w).shape
Out[41]: (5, 2, 3)

In [42]: (X - w[:,None]).shape
Out[42]: (2, 5, 3)