如何在Rust中对ndarray矩阵的两行执行减法运算？

原代码 #

use ndarray::Array;

fn main() {
    let random = Array::ones((5, 3));
    println!("{:?}", random);

    let test = random.row(0) - random.row(1);
    println!("{:?}", test);
}

编译错误 #

error[E0369]: cannot subtract `ArrayBase<ViewRepr<&_>, Dim<[usize; 1]>>` from `ArrayBase<ViewRepr<&_>, Dim<[usize; 1]>>`

问题原因 #

你推测的没错，random.row(0)和random.row(1)返回的是数组行视图（ArrayView），本质是对原数组数据的引用，ndarray并未为两个视图直接实现减法运算符。

解决方案 #

方案1：将视图转为拥有所有权的数组

通过.to_owned()或.to_array()把视图转换为独立的数组，即可正常执行减法：

use ndarray::Array;

fn main() {
    let random = Array::ones((5, 3));
    println!("{:?}", random);

    let test = random.row(0).to_owned() - random.row(1).to_owned();
    println!("{:?}", test);
}

这种方式简单直接，但会复制原数组对应行的数据，适合小型数组场景。

方案2：用Zip宏逐元素计算（避免复制）

如果想避免数据复制，可使用ndarray的Zip宏逐元素执行减法并生成新数组，适合处理大数组：

use ndarray::{Array, Zip};

fn main() {
    let random = Array::ones((5, 3));
    println!("{:?}", random);

    let row0 = random.row(0);
    let row1 = random.row(1);
    
    let test = Zip::from(&row0)
        .and(&row1)
        .map(|a, b| a - b)
        .collect::<Array<_,_>>();
    
    println!("{:?}", test);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HAL