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Quantumania
Asked: 2023-12-31 20:44:28 +0800 CST

使用Rust的reduce对多个数组执行顺序克罗内克积

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我是 Rust 新手，我正在尝试使用 Rust 对多个矩阵执行顺序克罗内克积，即我想做

在此输入图像描述

在Python中，我知道我能做到

import numpy as np
from functools import reduce

X = np.array([[0, 1], [1, 0])
matrices = [X for _ in range(8)]
product = reduce(np.kron, matrices)

并得到想要的结果。如何在 Rust 中做同样的事情？

我的 Rust 代码目前如下所示：

use ndarray::{array, ArrayBase, OwnedRepr, Dim};
use ndarray::linalg::kron;
use num::complex::Complex64 as Complex;



fn X() -> ArrayBase<OwnedRepr<Complex>, Dim<[usize; 2]>> {
    array![
        [Complex::new(0.0, 0.0), Complex::new(1.0, 0.0)],
        [Complex::new(1.0, 0.0), Complex::new(0.0, 0.0)]
    ]
}

fn main() {    
    let mut matrices = Vec::new();
    for _ in 0..8 {
        matrices.push(X());
    }
    let product = matrices
        .iter()
        .reduce(|g1, g2| kron(g1, g2));

}

这是我得到的误差矩阵：

错误

这是我不明白的事情：

  • OwnedRepr：我不确定这到底是做什么用的，但这就是锈迹分析仪建议我做的
  • 我尝试根据错误消息的建议修改我的代码，但我 新的错误消息 没有得到有关如何处理的进一步建议。

我想知道如何解决这个问题，如果有任何关于如何使用 Rust 进行科学计算的初学者级示例文件的建议，我将不胜感激。

math

1 个回答

  1. Best Answer

    与 Python 不同，Rust 要求您考虑所有权。

    ndarray包括多个版本的数组：Array、ArrayView、ArrayViewMut和。它们类似于在 Rust 中查看数据的多种方式：拥有 (或) - 这是的别名、共享引用 ( ) - 、可变引用 ( ) - 、共享所有权 (和) -和复制 -写时 ( ) - .ArcArrayCowArrayTBox<T>ArrayArrayBase<OwnedRepr>&TArrayView&mut TArrayViewMutRc<T>Arc<T>ArcArrayCow<T>CowArray

    iter()为您提供一个对元素引用的迭代器，即 ，&Array而kron()返回拥有的数组 - Array。但reduce()要求输入和输出的类型相同，因为输出将成为下一项的输入。所以你需要统一它们。

    有多种方法可以做到这一点。例如，通过使用into_iter()而不是iter()：

    let product = matrices.into_iter().reduce(|g1, g2| kron(&g1, &g2));

    或者通过克隆第一个矩阵并使用fold()：

    fn kron_many(matrices: &[Array2<Complex>]) -> Option<Array2<Complex>> {
    let (first, rest) = matrices.split_first()?;
    let first = first.clone();
    Some(rest.iter().fold(first, |g1, g2| kron(&g1, g2)))
}

fn main() {
    let mut matrices = Vec::new();
    for _ in 0..8 {
        matrices.push(X());
    }
    let product = kron_many(&matrices);
}

    或者不进行克隆，通过使用CowArray来表示可能拥有的数组：

    let product = matrices
    .iter()
    .map(|matrix| CowArray::from(matrix))
    .reduce(|g1, g2| kron(&g1, &g2).into());
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