为什么 numpy 数组会以这种方式表现答案

【问题标题】：why does numpy array behaves this way为什么 numpy 数组会以这种方式表现
【发布时间】：2020-05-23 23:48:45
【问题描述】：

我正在做一个小型项目，我打算使用纯 Python 而不需要任何外部库。但是在某个时刻，我得到了一个像 TypeError: unsupported operand type(s) for ** or pow(): 'list' and 'int' 这样的 TypeError。这是因为试图像这样直接将列表中的所有元素平方：

my_list = [0, 7, 2, 9] print(my_list ** 2)。虽然我已经创建了一个可以将列表平方的函数，但是当我尝试像这样将一个 numpy 数组相乘时：

import numpy as np
my_list = np.array([0, 7, 2, 9])
print(my_list ** 2)# prints array[0, 49, 4, 9]

我的问题是为什么会发生这种情况？或者 numpy 是否有一个特殊的属性可以让它表现得像这样？

【问题讨论】：

您正在处理两种不同的数据类型：Numpy 与 Python 列表。正如错误所述，运算符 ** 没有为列表定义。您可以编写自己的函数来实现与 Numpy 提供相同结果的列表的运算符。然后，您必须对函数进行矢量化，以便获得与 Numpy 相同的性能。
my_list *2 和 my_list+my_list 也有不同的含义（参见数字和ndarray）
在 Python 中，+、* 和 ** 等运算符由附加到一个或两个参数的方法实现。其中大多数数字、列表和字符串只有少数几个（与数字的含义不同）。数字 dtype 数组也实现了这些运算符中的大多数。每个类都记录了运算符和方法。
@hpaulj 在什么情况下x*2和x+x会有不同的含义？对于所有内置数字类型以及所有序列类型，这两个版本是等价的，我也希望它们对于 ndarray 对象是等价的。
对于 x 是一个列表或字符串。结果相同，但与数值计算不同

标签： arrays python-3.x list numpy

【解决方案1】：

np.ndarray为__pow__等运算符定义了自己的dunder方法。这就是它如何设法按元素处理这些操作。使用内置列表，您可以使用列表推导：

[x**2 for x in my_list]

您还可以定义自己的类来公开此类自定义行为：

>>> class PowList(list):
...     def __pow__(self, other):
...         return [x**2 for x in self]
... 
>>> my_list = PowList([1, 2, 3, 4, 5])
>>> my_list ** 2
[1, 4, 9, 16, 25]

【讨论】：