Rust中ndarray如何实现逐元素幂运算？

ndarray本身没有提供像+那样的运算符重载来直接实现逐元素幂运算，但可以通过以下几种实用方式实现：

• 单数组固定指数的逐元素幂运算
  使用mapv方法遍历数组每个元素，对元素应用powf函数：

  use ndarray::Array1;
  
  fn main() {
      let arr = Array1::from(vec![2.0, 3.0, 4.0]);
      let exponent = 2.0;
      let squared_arr = arr.mapv(|x| x.powf(exponent));
      println!("{:?}", squared_arr); // 输出: [4.0, 9.0, 16.0]
  }
  

  mapv会自动处理数组的每个元素，返回一个新数组，无需手动遍历索引。

• 两个数组对应元素的幂运算（底数数组+指数数组）
  如果需要用一个数组的元素作为底数，另一个数组的对应元素作为指数，可通过zip结合map实现：

  use ndarray::Array1;
  
  fn main() {
      let bases = Array1::from(vec![2.0, 3.0, 4.0]);
      let exponents = Array1::from(vec![2.0, 3.0, 0.5]);
      let result = bases.zip(&exponents).map(|(base, exp)| base.powf(exp));
      println!("{:?}", result); // 输出: [4.0, 27.0, 2.0]
  }
  

  zip会将两个数组的对应元素配对，再通过map对每一对元素执行幂运算。

• 使用azip!宏处理多维或修改已有数组的场景
  针对多维数组，或者需要将结果写入已有数组的情况，azip!宏更灵活：

  use ndarray::{Array2, azip};
  
  fn main() {
      let bases = Array2::from_shape_vec((2, 2), vec![2.0, 3.0, 4.0, 5.0]).unwrap();
      let exponents = Array2::from_shape_vec((2, 2), vec![2.0, 0.5, 3.0, 1.0]).unwrap();
      let mut result = Array2::zeros_like(&bases);
      
      azip!((r in &mut result, b in &bases, e in &exponents) *r = b.powf(*e));
      println!("{:?}", result);
      // 输出:
      // [[4.0, 1.7320508], [64.0, 5.0]]
  }
  

  azip!支持同时遍历多个数组（包括可变引用），语法直观且性能良好。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Test