为何numpy数组与≥10**20的数相乘时dtype自动变为object？

先定义一个基础的float64类型NumPy数组：

import numpy as np

a = np.array([1.])
print(a.dtype)  # 输出：float64

当该数组与大于等于10²⁰的数值相乘时，会出现 dtype 异常变化或报错：

print((a*10**19).dtype)  # 输出：float64
print((a*10**20).dtype)  # 输出：object

a *= 10**20  # 抛出 TypeError: ufunc 'multiply' output (typecode 'O') 
#             could not be coerced to provided output parameter (typecode 'd') 
#             according to the casting rule ''same_kind''

a *= 10.**20  # 抛出 numpy.core._exceptions._UFuncOutputCastingError: 
#             Cannot cast ufunc 'multiply' output from dtype('float64') to 
#             dtype('int32') with casting rule 'same_kind'

但以下两种操作不会触发该问题：

• 逐元素直接相乘：

a[0] *= 10**20  
print(a, a.dtype)  # 输出：[1.e+20] float64

• 将大数值显式转换为float（或int）后再执行乘法：

a *= float(10**20)  
print(a, a.dtype)  # 输出：[1.e+20] float64

另外，在原生Python环境中执行相同乘法操作不会有任何异常：

b = 1.
print(type(b), type(10**20), type(10.**20))  # 输出：<class 'float'> <class 'int'> <class 'float'>

b *= 10**20
print(type(b))  # 输出：<class 'float'>

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mapf