NumPy幂运算报invalid value encountered in power的原因及解决方法

• 你观察到的Python原生运算正常是运算优先级的巧合：Python中**运算符优先级高于负号，你写的-27**(-1/3)实际等价于-(27 ** (-1/3))，全程是对正数27做幂运算，自然不会出错。如果你写成(-27)**(-1/3)，Python原生也会返回复数结果，而非你预期的-0.333...
• NumPy的幂运算默认是逐元素直接计算，你传入的数组元素是-27，相当于直接计算(-27) ** (-1/3)，NumPy默认浮点运算不支持返回复数，负数开非整数次方的场景下就会返回nan并抛出无效值警告。

根据你的使用场景可选择两种方案：

1. 明确需要实数域的奇数次方根时，先取绝对值计算再恢复符号

import numpy as np
a = np.array([-27])
b = np.array([-1/3])
sign = np.sign(a)
result = sign * (np.abs(a) ** b)
# 输出结果：[-0.33333333]

2. 需要完整复数域结果时，显式指定数组为复数类型

import numpy as np
a = np.array([-27], dtype=np.complex128)
b = np.array([-1/3])
result = a ** b
# 输出结果：[0.16666667-0.28867513j] 为复数域主根

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Muhammet Rıdvan İNCE