Python：语法似乎是对数组求幂？帮我解释一下？答案

【问题标题】：Python: Syntax appears to be exponentiating an array? Help me interpret?Python：语法似乎是对数组求幂？帮我解释一下？
【发布时间】：2016-10-31 08:19:20
【问题描述】：

我正在尝试破译一些复杂的代码。下面，我简化了我所理解的代码，以解决我的问题的核心。

scales = (2**arange(8, 12, .25)).astype(int)

在我看来，arange() 创建了一个值数组，范围从 8 到 11，值相隔 0.25。

但是2**arange 做了什么？我知道** 用于求幂，但对我来说可以对数组求幂是没有意义的！当然，对数组中的值取幂是有意义的。但这似乎是一种非常奇怪的语法！

【问题讨论】：

从未听说过矢量化操作？如果您有一个数字数组，您可能希望对所有元素执行相同的操作。 some_array + 1 如何将1 添加到与2**some_array 不同的数组的所有元素中，2**some_array 将“指数”数组转换为2 的结果？
以前肯定没听说过！但现在我有了，谢谢！

标签： python arrays numpy exponentiation

【解决方案1】：

Numpy 数组可让您将数值运算符应用于数组中的所有元素。所以array * 3 会将乘法应用于数组中的所有元素，生成一个带有结果的新数组。您可以在这样的表达式的任一侧使用数组；毕竟不是所有的运营商都是commutative。

使用 2 ** array 只需将数组中的每个元素应用为 2 的指数，生成一个使用 2 ** <input item> 计算的数组：

>>> arange(8, 12, .25)
array([  8.  ,   8.25,   8.5 ,   8.75,   9.  ,   9.25,   9.5 ,   9.75,
        10.  ,  10.25,  10.5 ,  10.75,  11.  ,  11.25,  11.5 ,  11.75])
>>> 2**arange(8, 12, .25)
array([  256.        ,   304.43702144,   362.03867197,   430.53896461,
         512.        ,   608.87404288,   724.07734394,   861.07792922,
        1024.        ,  1217.74808576,  1448.15468787,  1722.15585844,
        2048.        ,  2435.49617153,  2896.30937574,  3444.31171688])

所以输入是一个数组，有8、8.25、8.5等，结果数组包含2 ** 8、2 ** 8.25、2 ** 8.5等的结果。

array.astype(int) 操作随后会降低结果：

>>> (2 ** arange(8, 12, .25)).astype(int)
array([ 256,  304,  362,  430,  512,  608,  724,  861, 1024, 1217, 1448,
       1722, 2048, 2435, 2896, 3444])

【讨论】：

【解决方案2】：

arange 返回一个numpy 数组，支持向量化操作。

例如，2 ** [1 2 3] 返回 [2 4 8]，就像 2 + [1 2 3] 返回 [3 4 5]。

【讨论】：

【解决方案3】：

Python 中的每种类型都可以实现methods that are the backing methods for various Python operators or operations。特别是在这种情况下，numpy.arange().__rpow__(int()) 由于运算符和操作数而被调用（分别是 ** 和 int().__pow__(numpy.arange()) 先前已返回 NotImplementedError）。这不仅允许定义对新类型的操作，还允许对不知道如何处理新类型操作数本身的现有类型进行定义。

【讨论】：