我发现 jax 中的 vmap 在应用于多个参数时不会按预期运行。例如，考虑下面的函数：

def f1(x, y, z):
    f = x[:, none, none] * z[none, none, :] + y[none, :, none]
    return f

对于 x = jnp.arange(7), y = jnp.arange(5), z = jnp.arange(3)，该函数的输出形状为 (7, 5, 3)。但是，对于以下 vmap 版本：

@partial(vmap, in_axes=(none, 0, 0), out_axes=(1, 2))
def f2(x, y, z):
    f = x*z + y
    return f

它输出此错误：

ValueError: vmap got inconsistent sizes for array axes to be mapped:
  * one axis had size 5: axis 0 of argument y of type int32[5];
  * one axis had size 3: axis 0 of argument z of type int32[3]

有人可以解释一下这个错误背后的原因吗？

正确答案

vmap 的语义是它对一个或多个数组执行单个批处理操作。当您指定 in_axes=(none, 0, 0) 时，含义是“同时沿 y 和 z 的前导维度映射”：您看到的错误告诉您 y 和 y 的前导维度具有不同的大小，因此它们不兼容批处理。

您的函数 f1 本质上使用广播来编码三个批处理操作，因此要使用 vmap 复制该逻辑，您将需要 vmap 的三个应用程序。您可以这样表达：

@partial(vmap, in_axes=(0, None, None))
@partial(vmap, in_axes=(None, 0, None))
@partial(vmap, in_axes=(None, None, 0))
def f2(x, y, z):
    f = x*z + y
    return f