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python - 将数组广播到不同的形状(添加 "fake"维度)

coder 2023-08-24 原文

在 python 中(使用 numpy)，我可以将数组广播为不同的形状:

>>> import numpy as np
>>> a = np.array([2,3,4])
>>> b = np.zeros((3,2))
>>> b[:,:] = np.zeros((3,2))
>>> b[:,:] = a[:,np.newaxis]  #<-- np.newaxis allows `a` to be "broadcasted" to the same shape as b.
>>> b
array([[ 2.,  2.],
       [ 3.,  3.],
       [ 4.,  4.]])
>>> c = np.zeros((2,3))
>>> c[:,:] = a[np.newaxis,:]
>>> c
array([[ 2.,  3.,  4.],
       [ 2.,  3.,  4.]])

有什么方法可以在fortran中达到同样的效果吗？我有一个子例程，它期望传入一个 2D 数组——我想将我的一维数组“广播”到二维，正如我在上面演示的那样。看起来很重要，我的二维数组确实有一个明确的接口(interface)。

作为旁注，我认为此功能可能由 reshape 提供内在的，——像这样的东西:

real,dimension(3) :: arr1d
reshape(arr1d, (/3,3/), order=(/1,/1))

但在阅读文档后，我认为这是不可能的，因为 order 似乎需要包括所有数字 1 到“N”。

编辑:为了更清楚一点，我正在寻找一种简单的方法来在输入 a 上创建几个转换，这样:

案例一

b(i,j) .eq. a(i)  !for all j, or even just j=1,2

和

案例2

b(j,i) .eq. a(i)  !for all j, or even just j=1,2

任意维度的奖励积分1:

b(i,j,k) .eq. a(i,j)
b(i,k,j) .eq. a(i,j)

等等

1免责声明 -- 我实际上并没有超能力给回答者加分 ;-)

最佳答案

我不确定您要完成什么，但这里有一些片段可能会有所帮助。

reshape 可以采用一个可选参数，称为 pad，当您将其重新整形为元素多于您的数组时，它可用于提供所需的“额外”元素从 3x4 到 2x4x2 开始。

您可能还对专为“提升”数组而设计的 spread 函数感兴趣，即将 N 级数组放入并输出 N+1 级数组。您的第二个副本中的片段可以重写为

array2d = spread(array1d,2,2)

在此示例中，第二个参数是展开第一个参数以生成输出的维度。第三个参数是要制作的输入数组的副本数。

PS spread 的调用应该是spread(array1d,1,2)，我没查过。

EDIT 响应 OP 对问题的编辑

两种情况，1 和 2，通过分别跨维度 2 和 1 传播得到满足。在 Fortran 语言中

b = spread(a,2,j)

和

b = spread(a,1,j)

由于 spread 返回一个数组，其中秩 1 大于其第一个参数的秩，因此它提供了所寻求的任意维度。但是，由于显示 rank-3 及以上的数组非常耗费空间，所以我不打算这样做。

关于python - 将数组广播到不同的形状(添加 "fake"维度)，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/14669006/

amppythoncodegtstrongarraysnumpyfortranarray-broadcasting

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