为什么以下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语句正常？

1. dists += train + test

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

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

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

3. dists += train + test.reshape(-1,1) 这工作正常！

为什么会发生这种情况？

Answer 1

这与 NumPy 的广播规则有关。引用 NumPy 手册：

在对两个数组进行操作时，NumPy 按元素比较它们的形状。它从尾随维度开始，然后继续前进。当两个维度兼容时

1. 他们是平等的，或者
2. 其中之一是 1

第一条语句抛出错误，因为 NumPy 只看维度，and(5000,)和 and(500,)不相等，不能一起广播。

在第二个语句中，train.reshape(-1,1)has the shape(5000,1)并且test.reshape(-1,1)has the shape (500,1)。尾随维度（长度为一）是相等的，所以没关系，但随后 NumPy 检查另一个维度 和5000 != 500，因此广播在这里失败。

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 1 维度扩展。

FWIW，形状和广播规则有时可能有点棘手，我经常对类似的问题感到困惑。