如何在 numpy 中使用 3 向量函数？

Question

由于这个问题涉及大学项目，我认为我不被允许分享我的完整代码而不被视为作弊，但无论如何： 在我的代码中我必须调用一个函数：

f = lambda t,y: np.array([y[0] - 2*y[1] + t*y[2], - y[0] + y[1] + y[2] - t*t, t*y[1] - y[1] + t*t*t])

我的想法是，我使用这些函数来计算 (3,n) 数组的结果，其中第一行结果是使用

f

中的第一个函数计算的，依此类推。问题来自于如何调用每个特定的函数。

我尝试过使用

f[0](t,y)

（例如，参考数组

f

的第一个函数），但这导致了

类型错误：“函数”对象不可下标。

预期的结果是

f[0](t,y)

在计算时会使用

[0]

的索引

f

中的函数。

Answer 1

您定义了一个函数，而不是 3 个：

In [351]: f = lambda t,y: np.array([y[0] - 2*y[1] + t*y[2], - y[0] + y[1] + y[2] - t*t, t*y[1] - y[1] + t*t*t])

提问时，你应该提供一个简单的例子，例如：

In [358]: y = np.random.randint(1,5,(3,4)); y
Out[358]: 
array([[1, 3, 1, 1],
       [1, 2, 4, 1],
       [3, 3, 1, 4]])

In [359]: res = f(2,y)

In [360]: res
Out[360]: 
array([[ 5,  5, -5,  7],
       [-1, -2,  0,  0],
       [ 9, 10, 12,  9]])

In [361]: res[0]
Out[361]: array([ 5,  5, -5,  7])

调用

f

返回一个 3 行数组。您可以引用一行。但你不能索引

f

本身：

In [362]: f[0]
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
Cell In[362], line 1
----> 1 f[0]

TypeError: 'function' object is not subscriptable

您可以定义 3 个函数的列表：

In [363]: f = [lambda t,y: y[0] - 2*y[1] + t*y[2], lambda t,y: - y[0] + y[1] + y[2] - t*t, lambda t,y: t*y[1] - y[1] + t*t*t]

In [364]: f
Out[364]: 
[<function __main__.<lambda>(t, y)>,
 <function __main__.<lambda>(t, y)>,
 <function __main__.<lambda>(t, y)>]

In [366]: f[0](2,y)
Out[366]: array([ 5,  5, -5,  7])

如果我们用常规的

def

语法编写你的函数，也许会更清楚。

lambda

只是一个“简写”；它不会改变函数的性质。

In [368]: def f(t,y): 
     ...:     res = np.array([y[0] - 2*y[1] + t*y[2], 
     ...:                   - y[0] + y[1] + y[2] - t*t, 
     ...:                     t*y[1] - y[1] + t*t*t])
     ...:     return res
     ...:     

In [369]: f(2,y)
Out[369]: 
array([[ 5,  5, -5,  7],
       [-1, -2,  0,  0],
       [ 9, 10, 12,  9]])