python, python系统中常见的矩阵运算呢?不知道小伙伴们今天来看看边肖的分享吧!
Python的numpy库提供了矩阵运算的功能,所以当我们需要矩阵运算的时候,就需要导入numpy的包。
1、numpy的导入和使用
从numpy导入*;# Import库函数import numpy作为numpy的NP;#这样使用numpy的函数时,需要以np开头。
2.矩阵的创建
从一维或二维数据创建矩阵
from numpy import *;a1=array([1,2,3]);a1=mat(a1);
创建一个通用矩阵
如果需要指定下界,可以增加一个额外的参数,data5=mat (random.randint (2,8,size=(2,5));#生成一个2到8之间的随机整数矩阵data6=mat(eye(2,2,dtype=int));#生成一个2*2对角矩阵a1=[1,2,3];a2=mat(diag(a1));#生成对角线为1,2,3的对角矩阵。
3.常见矩阵运算
矩阵乘法
a1=mat([1,2]);a2=mat([[1],[2]);a3=a1 * a2将#1*2的矩阵乘以2*1的矩阵,得到1*1的矩阵。
矩阵点乘法
矩阵对应元素的乘法
a1=mat([1,1]);a2=mat([2,2]);a3=multiply(a1,a2);
矩阵点乘法
a1=mat([2,2]);a2=a1*2;
3.矩阵求逆
矩阵求逆
a1=mat(eye(2,2)* 0.5);a2=a1。我;#求矩阵的逆矩阵1([[0.5,0],[0,0.5]])
矩阵转置
a1=mat([[1,1],[0,0]]);a2=a1.T;1
4.计算矩阵对应的列和行的最大值、最小值和总和。
a1=mat([[1,1],[2,3],[4,2]]);
计算每一列和每一行的总和。
a2=a1.sum(轴=0);//列sum,这里是1*2的矩阵a3=a1 . sum(axis=1);//row sum,这里得到的是3*1的矩阵a4=sum(a1[1,);//计算第一行中所有列的总和,
这里得到的值是1。
计算最大值、最小值和指数。
a1 . max();//计算a1矩阵中所有元素的最大值,这里得到的结果是一个值a2=max(a1[:1]);//计算第二列的最大值,
这里我们得到的是一个1*1的矩阵a1[1,]。max();//计算第二行的最大值,这里得到的是一个数值np.max(a1,0);//计算所有列的最大值,
这里用的是numpy中的max函数np.max(a1,1)。//计算所有行的最大值,
这里得到的是一个矩阵np.argmax(a1,0);//计算所有列的最大值对应的索引np.argmax(a1[1,);//计算第二行的最大值对应新行的索引1。
5.矩阵的分离和组合
矩阵的分离与列表和数组的分离是一致的。
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。
矩阵的合并
a=mat(ones((2,2)));b=mat(眼(2));c=vstack((a,b));//按列合并,即增加行数d=hstack((a,b));//按行合并,即行数不变,列数扩大。
6.矩阵、列表和数组的变换
列表可以修改,并且列表中元素可以使不同类型的数据,如下:
l1=[[1],hello,3];1
numpy中数组,同一个数组中所有元素必须为同一个类型,有几个常见的属性:
a=array([[2],[1]]);dimension=a.ndim;m,n=a.shape;number=a.size;//元素总个数str=a.dtype;//元素的类型1
numpy中的矩阵也有与数组常见的几个属性。
它们之间的转换:
a1=[[1,2],[3,2],[5,2]];//列表a2=array(a1);//将列表转换成二维数组a3=array(a1);//将列表转化成矩阵a4=array(a3);//将矩阵转换成数组a5=a3.tolist();//将矩阵转换成列表a6=a2.tolist();//将数组转换成列表
这里可以发现三者之间的转换是非常简单的,这里需要注意的是,当列表是一维的时候,将它转换成数组和矩阵后,再通过tolist()转换成列表是不相同的,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();//这里得到的是[1,2,3]a5=a3.tolist();//这里得到的是[[1,2,3]]a6=(a4==a5);//a6=Falsea7=(a4 is a5[0]);//a7=True,a5[0]=[1,2,3]1
矩阵转换成数值,存在以下一种情况:
dataMat=mat([1]);val=dataMat[0,0];//这个时候获取的就是矩阵的元素的数值,而不再是矩阵的类型1
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