NumPy不同尺寸数组函数运算报错：广播维度不匹配咨询

问题根源 #

你遇到的广播错误，是因为numpy数组的维度不匹配：

• abc[:,0]、abc[:,1]、abc[:,2]都是**形状(4,)**的一维数组，对应4组二次函数参数
• x是**形状(100,)**的一维数组

numpy广播规则要求两个数组的维度要么完全一致，要么其中一个数组的对应维度长度为1。而(4,)和(100,)既不同长度，也没有维度为1的情况，所以无法进行广播运算。

解决方案 #

只需要把每组参数的维度扩展为**(4,1)**，这样numpy就能自动把(4,1)和(100,)广播成(4,100)的形状，实现每组参数和所有x元素的计算。

方法1：调用函数时扩展维度 #

直接在参数索引后添加[:, None]（或[:, np.newaxis]）来增加一个维度：

import numpy as np

x = np.linspace(-10,10,100)
abc = np.array([[1,2,1],
      [1,3,5],
      [12.5,-6.4,-1.25],
      [4,2,1]])

def quadratic(a, b, c, x):
    return a*(x ** 2) + b*x + c

# 扩展参数维度为(4,1)
y = quadratic(abc[:,0, None], abc[:,1, None], abc[:,2, None], x)
print(y.shape)  # 输出(4, 100)

方法2：在函数内部处理维度 #

如果不想每次调用都写扩展代码，可以在函数里自动把a、b、c转为二维：

import numpy as np

x = np.linspace(-10,10,100)
abc = np.array([[1,2,1],
      [1,3,5],
      [12.5,-6.4,-1.25],
      [4,2,1]])

def quadratic(a, b, c, x):
    # 把一维参数转为(4,1)的二维数组
    a = a[:, None]
    b = b[:, None]
    c = c[:, None]
    return a*(x ** 2) + b*x + c

y = quadratic(abc[:,0], abc[:,1], abc[:,2], x)
print(y.shape)  # 输出(4, 100)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Netforce23