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Python計算矩陣的和積的實例詳解

瀏覽:4日期:2022-07-11 16:48:08

python的numpy庫提供矩陣運算的功能,因此我們在需要矩陣運算的時候,需要導入numpy的包。

一、numpy的導入和使用

from numpy import *;#導入numpy的庫函數import numpy as np; #這個方式使用numpy的函數時,需要以np.開頭。

二、矩陣的創建

由一維或二維數據創建矩陣

from numpy import *;a1=array([1,2,3]);a1=mat(a1);

創建常見的矩陣

data1=mat(zeros((3,3)));#創建一個3*3的零矩陣,矩陣這里zeros函數的參數是一個tuple類型(3,3)data2=mat(ones((2,4)));#創建一個2*4的1矩陣,默認是浮點型的數據,如果需要時int類型,可以使用dtype=intdata3=mat(random.rand(2,2));#這里的random模塊使用的是numpy中的random模塊,random.rand(2,2)創建的是一個二維數組,需要將其轉換成#matrixdata4=mat(random.randint(10,size=(3,3)));#生成一個3*3的0-10之間的隨機整數矩陣,如果需要指定下界則可以多加一個參數data5=mat(random.randint(2,8,size=(2,5));#產生一個2-8之間的隨機整數矩陣data6=mat(eye(2,2,dtype=int));#產生一個2*2的對角矩陣 a1=[1,2,3];a2=mat(diag(a1));#生成一個對角線為1、2、3的對角矩陣

三、常見的矩陣運算

1. 矩陣相乘

a1=mat([1,2]); a2=mat([[1],[2]]);a3=a1*a2;#1*2的矩陣乘以2*1的矩陣,得到1*1的矩陣

2. 矩陣點乘

矩陣對應元素相乘

a1=mat([1,1]);a2=mat([2,2]);a3=multiply(a1,a2);

矩陣點乘

a1=mat([2,2]);a2=a1*2;

3.矩陣求逆,轉置

矩陣求逆

a1=mat(eye(2,2)*0.5);a2=a1.I;#求矩陣matrix([[0.5,0],[0,0.5]])的逆矩陣

矩陣轉置

a1=mat([[1,1],[0,0]]);a2=a1.T;

4.計算矩陣對應行列的最大、最小值、和。

a1=mat([[1,1],[2,3],[4,2]]);

計算每一列、行的和

a2=a1.sum(axis=0);//列和,這里得到的是1*2的矩陣a3=a1.sum(axis=1);//行和,這里得到的是3*1的矩陣a4=sum(a1[1,:]);//計算第一行所有列的和,這里得到的是一個數值

計算最大、最小值和索引

a1.max();//計算a1矩陣中所有元素的最大值,這里得到的結果是一個數值a2=max(a1[:,1]);//計算第二列的最大值,這里得到的是一個1*1的矩陣a1[1,:].max();//計算第二行的最大值,這里得到的是一個一個數值 np.max(a1,0);//計算所有列的最大值,這里使用的是numpy中的max函數np.max(a1,1);//計算所有行的最大值,這里得到是一個矩陣 np.argmax(a1,0);//計算所有列的最大值對應在該列中的索引np.argmax(a1[1,:]);//計算第二行中最大值對應在改行的索引

5.矩陣的分隔和合并

矩陣的分隔,同列表和數組的分隔一致。

a=mat(ones((3,3)));b=a[1:,1:];//分割出第二行以后的行和第二列以后的列的所有元素

矩陣的合并

a=mat(ones((2,2)));b=mat(eye(2));c=vstack((a,b));//按列合并,即增加行數d=hstack((a,b));//按行合并,即行數不變,擴展列數

四、矩陣、列表、數組的轉換

列表可以修改,并且列表中元素可以使不同類型的數據,如下:

l1=[[1],’hello’,3];

numpy中數組,同一個數組中所有元素必須為同一個類型,有幾個常見的屬性:

a=array([[2],[1]]);dimension=a.ndim;m,n=a.shape;number=a.size;//元素總個數str=a.dtype;//元素的類型

numpy中的矩陣也有與數組常見的幾個屬性。

它們之間的轉換:

a1=[[1,2],[3,2],[5,2]];//列表a2=array(a1);//將列表轉換成二維數組a3=array(a1);//將列表轉化成矩陣a4=array(a3);//將矩陣轉換成數組a5=a3.tolist();//將矩陣轉換成列表a6=a2.tolist();//將數組轉換成列表

這里可以發現三者之間的轉換是非常簡單的,這里需要注意的是,當列表是一維的時候,將它轉換成數組和矩陣后,再通過tolist()轉換成列表是不相同的,需要做一些小小的修改。如下:

a1=[1,2,3];a2=array(a1);a3=mat(a1);a4=a2.tolist();//這里得到的是[1,2,3]a5=a3.tolist();//這里得到的是[[1,2,3]]a6=(a4 == a5);//a6=Falsea7=(a4 is a5[0]);//a7=True,a5[0]=[1,2,3]

矩陣轉換成數值,存在以下一種情況:

dataMat=mat([1]);val=dataMat[0,0];//這個時候獲取的就是矩陣的元素的數值,而不再是矩陣的類型

到此這篇關于Python計算矩陣的和積的實例詳解的文章就介紹到這了,更多相關Python怎么計算矩陣的和積內容請搜索好吧啦網以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持好吧啦網!

標簽: Python 編程
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