Rust中如何const初始化ndarray数组？是否有类似nalgebra的等效方法

我在程序中使用了一个ndarray数组（ndarray和nalgebra分别导入为nd和na），代码如下：

let test: nd::ArrayBase<nd::OwnedRepr<na::Vector2<f64>>, nd::Dim<[usize; 1]>> = nd::arr1(
    &[
        // row 1
        na::Vector2::new(1.0, -1.0),
        na::Vector2::new(1.0, 0.0),
        na::Vector2::new(1.0, 1.0),
        // row 2
        na::Vector2::new(1.0, -1.0),
        na::Vector2::new(1.0, 0.0),
        na::Vector2::new(1.0, 1.0),
        // row 3
        na::Vector2::new(1.0, -1.0),
        na::Vector2::new(1.0, 0.0),
        na::Vector2::new(1.0, 1.0),
    ]
);

我希望将该数组声明为const，但arr1并非const函数，无法直接实现。nalgebra可通过from_array_storage方法const初始化向量/矩阵，示例代码如下：

const DIRECTION_VELOCITIES: na::SVector<na::Vector2<f64>, 9> =
    na::SVector::from_array_storage(na::ArrayStorage([[
        // row 1
        na::Vector2::new(1.0, -1.0),
        na::Vector2::new(1.0, 0.0),
        na::Vector2::new(1.0, 1.0),
        // row 2
        na::Vector2::new(1.0, -1.0),
        na::Vector2::new(1.0, 0.0),
        na::Vector2::new(1.0, 1.0),
        // row 3
        na::Vector2::new(1.0, -1.0),
        na::Vector2::new(1.0, 0.0),
        na::Vector2::new(1.0, 1.0),
    ]]));

请问ndarray是否有等效的const初始化方法？

回答 #

ndarray目前没有像nalgebra的from_array_storage那样专门的const初始化API，但可以通过直接构造ArrayBase的方式实现const数组，具体有两种方案：

方案1：构造拥有所有权的const ArrayBase #

先定义一个const原始数组存储元素，再通过ArrayBase::from_data_dim和OwnedRepr::new_const组合构造const数组：

const TEST_DATA: [na::Vector2<f64>; 9] = [
    // row 1
    na::Vector2::new(1.0, -1.0),
    na::Vector2::new(1.0, 0.0),
    na::Vector2::new(1.0, 1.0),
    // row 2
    na::Vector2::new(1.0, -1.0),
    na::Vector2::new(1.0, 0.0),
    na::Vector2::new(1.0, 1.0),
    // row 3
    na::Vector2::new(1.0, -1.0),
    na::Vector2::new(1.0, 0.0),
    na::Vector2::new(1.0, 1.0),
];

const TEST: nd::ArrayBase<nd::OwnedRepr<na::Vector2<f64>>, nd::Dim<[usize; 1]>> =
    nd::ArrayBase::from_data_dim(nd::OwnedRepr::new_const(TEST_DATA), nd::Dim([9]));

需要注意：该方案要求ndarray版本至少为0.15（此版本引入了OwnedRepr::new_const等const构造支持），且元素类型需实现Copy（这里na::Vector2<f64>满足要求）。

方案2：使用const数组视图（只读场景） #

如果不需要拥有数组所有权，仅需只读访问，可直接构造ArrayView1静态引用：

const TEST_DATA: [na::Vector2<f64>; 9] = [
    // row 1
    na::Vector2::new(1.0, -1.0),
    na::Vector2::new(1.0, 0.0),
    na::Vector2::new(1.0, 1.0),
    // row 2
    na::Vector2::new(1.0, -1.0),
    na::Vector2::new(1.0, 0.0),
    na::Vector2::new(1.0, 1.0),
    // row 3
    na::Vector2::new(1.0, -1.0),
    na::Vector2::new(1.0, 0.0),
    na::Vector2::new(1.0, 1.0),
];

const TEST_VIEW: nd::ArrayView1<'static, na::Vector2<f64>> = nd::ArrayView1::from(&TEST_DATA);

这种方式更轻量，无需分配内存，适合仅需读取的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pioneer_11