为什么scipy稀疏数组和numpy数组的乘法函数给出不同的结果？

Question

在Python 2.7中我有两个矩阵：一个是密集的A_Dence，另一个是稀疏的A_Sparse。我对计算元素相乘和感兴趣。有两种方法：使用numpy的乘法或scipy稀疏乘法。我希望它们在执行时间上会给出完全相同的结果。但我发现，对于某些矩阵大小，它们给出了不同的结果。

import numpy as np
from scipy import sparse
L=2000
np.random.seed(2)
rand_x=np.random.rand(L)
A_sparse_init=np.diag(rand_x, -1)+np.diag(rand_x, 1)
A_sparse=sparse.csr_matrix(A_sparse_init)
A_dense=np.random.rand(L+1,L+1)
print np.sum(A_sparse.multiply(A_dense))-np.sum(np.multiply(A_dense[A_sparse.nonzero()], A_sparse.data))

产出：

1.1368683772161603e-13

如果我选择L=2001，那么输出是：

0.0

为了使用两种不同的乘法检查差异的大小依赖关系，我写道：

L=100
np.random.seed(2)
N_loop=100
multiply_diff_arr=np.zeros(N_loop)
for i in xrange(N_loop):
    rand_x=np.random.rand(L)
    A_sparse_init=np.diag(rand_x, -1)+np.diag(rand_x, 1)
    A_sparse=sparse.csr_matrix(A_sparse_init)
    A_dense=np.random.rand(L+1,L+1)
    multiply_diff_arr[i]=np.sum(A_sparse.multiply(A_dense))-np.sum(np.multiply(A_dense[A_sparse.nonzero()], A_sparse.data))
    L+=1

有人能帮我了解发生了什么吗？难道我们不希望两种方法之间的差异至少是1E-18，而不是1E-13吗？

Answer 1

我没有完整的答案，但这可能有助于找到答案：

在底层，scipy.sparse将转换为COO格式，并执行以下操作：

ret = self.tocoo()
if self.shape == other.shape:
    data = np.multiply(ret.data, other[ret.row, ret.col])

那么问题是为什么这两个操作会给出不同的结果：

ret = A_sparse.tocoo()
c = np.multiply(ret.data, A_dense[ret.row, ret.col])
ret.data = c.view(type=np.ndarray)

c.sum() - ret.sum()

-1.1368683772161603e-13

A_sparse.multiply(A_dense).sum(axis=1).sum()
A_sparse.multiply(A_dense).sum(axis=0).sum()

Numpy首先默认为0。