仅使用 numpy 函数创建 [f0(X,Y),\ldots,fN(X,Y)] 而不使用 for 循环

Question

假设我有

n

函数

f1,...,fn

，其中每个函数采用两个相同大小的 numpy ndarray

X,Y

并返回一个相同大小的 ndarray

Z

。有没有一种方法可以在不使用 for 循环或列表理解的情况下创建 ndarray

[f1(X,Y),...,fn(X,Y)]

？

一个人就能做到

import numpy as np

F = [f1,f2,...,fn] # list of n functions
X = np.zeros(M,N)
Y = np.zeros(X.shape)
Z = np.concatenate([f(X,Y) for f in F])

但后来我使用了循环

[f(X,Y) for f in F]

。我还考虑创建以下功能：

def F(i,X,Y):
    """
    Returns fi(X,Y)
    """
    return ...

然后使用类似

np.fromfunction()

之类的东西，但我不知道如何做。

函数

fi

可以是例如

fi(X,Y)=X*Y**i

，因此它们之间没有依赖关系，可以并行执行。

Answer 1

使用示例

f(X, Y) = X*Y**i

：

import numpy as np
K, M, N = 3, 4, 5
i = np.arange(K)
X = np.zeros((M, N))
Y = np.zeros(X.shape)
Z = X*Y**i.reshape(K, 1, 1)
Z.shape  # (3, 4, 5)

关键部分是将

i

重塑为与X和

Y

两个轴

正交

。 NumPy 使用 broadcasting 将所有数组视为具有相同的形状，从而有效地计算

i

和

X

/

Y

元素的每个组合的函数。