python, python系統(tǒng)中常見的矩陣運算呢?不知道小伙伴們今天來看看邊肖的分享吧!
Python的numpy庫提供了矩陣運算的功能,所以當我們需要矩陣運算的時候,就需要導入numpy的包。
1、numpy的導入和使用
從numpy導入*;# Import庫函數(shù)import numpy作為numpy的NP;#這樣使用numpy的函數(shù)時,需要以np開頭。
2.矩陣的創(chuàng)建
從一維或二維數(shù)據(jù)創(chuàng)建矩陣
from numpy import *;a1=array([1,2,3]);a1=mat(a1);
創(chuàng)建一個通用矩陣
如果需要指定下界,可以增加一個額外的參數(shù),data5=mat (random.randint (2,8,size=(2,5));#生成一個2到8之間的隨機整數(shù)矩陣data6=mat(eye(2,2,dtype=int));#生成一個2*2對角矩陣a1=[1,2,3];a2=mat(diag(a1));#生成對角線為1,2,3的對角矩陣。
3.常見矩陣運算
矩陣乘法
a1=mat([1,2]);a2=mat([[1],[2]);a3=a1 * a2將#1*2的矩陣乘以2*1的矩陣,得到1*1的矩陣。
矩陣點乘法
矩陣對應元素的乘法
a1=mat([1,1]);a2=mat([2,2]);a3=multiply(a1,a2);
矩陣點乘法
a1=mat([2,2]);a2=a1*2;
3.矩陣求逆
矩陣求逆
a1=mat(eye(2,2)* 0.5);a2=a1。我;#求矩陣的逆矩陣1([[0.5,0],[0,0.5]])
矩陣轉(zhuǎn)置
a1=mat([[1,1],[0,0]]);a2=a1.T;1
4.計算矩陣對應的列和行的最大值、最小值和總和。
a1=mat([[1,1],[2,3],[4,2]]);
計算每一列和每一行的總和。
a2=a1.sum(軸=0);//列sum,這里是1*2的矩陣a3=a1 . sum(axis=1);//row sum,這里得到的是3*1的矩陣a4=sum(a1[1,);//計算第一行中所有列的總和,
這里得到的值是1。
計算最大值、最小值和指數(shù)。
a1 . max();//計算a1矩陣中所有元素的最大值,這里得到的結(jié)果是一個值a2=max(a1[:1]);//計算第二列的最大值,
這里我們得到的是一個1*1的矩陣a1[1,]。max();//計算第二行的最大值,這里得到的是一個數(shù)值np.max(a1,0);//計算所有列的最大值,
這里用的是numpy中的max函數(shù)np.max(a1,1)。//計算所有行的最大值,
這里得到的是一個矩陣np.argmax(a1,0);//計算所有列的最大值對應的索引np.argmax(a1[1,);//計算第二行的最大值對應新行的索引1。
5.矩陣的分離和組合
矩陣的分離與列表和數(shù)組的分離是一致的。
a=mat(ones((3,3)));b=a[1:1:];//除第二行之后的行和第二列之后的列的所有元素1。
矩陣的合并
a=mat(ones((2,2)));b=mat(眼(2));c=vstack((a,b));//按列合并,即增加行數(shù)d=hstack((a,b));//按行合并,即行數(shù)不變,列數(shù)擴大。
6.矩陣、列表和數(shù)組的變換
列表可以修改,并且列表中元素可以使不同類型的數(shù)據(jù),如下:
l1=[[1],hello,3];1
numpy中數(shù)組,同一個數(shù)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(shù)str=a.dtype;//元素的類型1
numpy中的矩陣也有與數(shù)組常見的幾個屬性。
它們之間的轉(zhuǎn)換:
a1=[[1,2],[3,2],[5,2]];//列表a2=array(a1);//將列表轉(zhuǎn)換成二維數(shù)組a3=array(a1);//將列表轉(zhuǎn)化成矩陣a4=array(a3);//將矩陣轉(zhuǎn)換成數(shù)組a5=a3.tolist();//將矩陣轉(zhuǎn)換成列表a6=a2.tolist();//將數(shù)組轉(zhuǎn)換成列表
這里可以發(fā)現(xiàn)三者之間的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成數(shù)組和矩陣后,再通過tolist()轉(zhuǎn)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]1
矩陣轉(zhuǎn)換成數(shù)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(shù)值,而不再是矩陣的類型1
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