如何在数组维度不同时评估表达式

Question

我想评估以下功能：

inclination=np.pi/6

def power(inclination,phi):

    h1=1.7 

    h2=0.5 

    D = np.arange(0.5, 12.0, 0.1)

    r = np.sqrt((h1-h2)**2 + D**2)

    freq = 865.7 

    lmb = 300/freq 

    H = D**2/(D**2+2*h1*h2)

    theta = 4*np.pi*h1*h2/(lmb*D)

    q_e = H**2*(np.sin(theta))**2 + (1 - H*np.cos(theta))**2

    sigma = 1.94

    N_1 = np.random.normal(0,sigma,D.shape)

    rnd = 10**(-N_1/10)

    F = 10 

    power=0.2

    alpha=inclination + np.arcsin((h1-h2)/r)

    gain=3.136*(np.tan(alpha)*np.sin(np.pi/2*np.cos(alpha)*np.sin(phi)))**2

    y=10*np.log10( 1000*(power*gain*1.622*((lmb)**2) *0.5*1) / (((4*np.pi*r)**2) *1.2*1*F)*q_e*rnd )

    return y

问题是调用该函数会返回错误。

phi=np.arange(-np.pi/2, np.pi/2, np.pi/32)

power(np.pi/6,phi)

ValueError                                Traceback (most recent call last)

<ipython-input-32-268e3287b75a> in <module>()

----> 1 power(np.pi/6,phi)

<ipython-input-30-4b89d23682ce> in power(inclination, phi)

     19 

     20     alpha=inclination + np.arcsin((h1-h2)/r)

---> 21     gain=3.136*(np.tan(alpha)*np.sin(np.pi/2*np.cos(alpha)*np.sin(phi)))**2

     22     print(gain)

     23     y=10*np.log10( 1000*(power*gain*1.622*((lmb)**2) *0.5*1) / (((4*np.pi*r)**2) *1.2*1*F)*q_e*rnd )

ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (115,) (32,) 

可能是因为它抱怨gain符合矩阵alpha和phi不同维度的操作。问题是我想使用不同的矩阵维度，并保存一个txt文件，其中第一列是r第二列phi，第三 列是y.

Answer 1

您需要向其中一个数组添加维度以启用广播>>> alpha = np.ones(115, dtype=np.uint8)>>> phi = np.ones(32, dtype=np.uint8)>>> c = alpha[:,None] * phi>>> alpha.shape, alpha[:,None].shape, phi.shape, c.shape((115,), (115, 1), (32,), (115, 32))假设alpha.shape是(115,)：`>>> gain=3.136*(np.tan(alpha[:,None])*np.sin(np.pi/2*np.cos(alpha[:,None])*np.sin(phi)))**2>>> gain.shape(115, 32)