Python表示矩陣的方法分析

Python表示矩陣的方法分析

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本文實例講述了Python表示矩陣的方法。分享給大家供大家參考，具體如下：

在c語言中，表示個“整型3行4列”的矩陣，可以這樣聲明：int a[3][4];在python中一不能聲明變量int，二不能列出維數(shù)?？梢岳昧斜碇袏A帶列表形式表示。例如：

表示矩陣 ，可以這樣：

count = 1

a = []

for i in range(0, 3):

tmp = []

for j in range(0, 3):

tmp.append(count)

count += 1

a.append(tmp)

print a

結果：

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

但是注意一點：初始化（賦值全部為0時），下面是錯誤的！！

tmp = []

for j in range(0, 3):

tmp.append(0)

a = []

for i in range(0, 3):

a.append(tmp)

print a

結果：

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

原因：這樣的列表tmp為同一個，改變任意行，其他行都會給隨著改變，千萬注意??！，下面正確：

a = []

for i in range(0, 3):

tmp = []

for j in range(0, 3):

tmp.append(0)

a.append(tmp)

print a

用python的numpy創(chuàng)建一個矩陣

使用numpy創(chuàng)建矩陣有2種方法，一種是使用numpy庫的matrix直接創(chuàng)建，另一種則是使用array來創(chuàng)建。首先加載numpy庫，然后分別用上面說的2種方法來分別構建一個4×3的矩陣，如圖

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2

矩陣創(chuàng)建好了，大家看到了2個矩陣長得差不多，是否相等呢？我們用==（python中用==表示等于）來試試看看，如下圖

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3

我們下面看看2個矩陣相乘的結果，可以看到使用matrix創(chuàng)建的矩陣m1乘以自身，結果報錯了：因為矩陣相乘需要滿足一定的條件[1]；而使用array創(chuàng)建的矩陣m2乘以自身，結果并沒有報錯，因為這里用的是Hadamard乘法[2];而m1×m2也報錯了，說明只要有一個是matrix，就不能用Hadamard乘法，如圖所示

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下面看幾個特殊矩陣[3]：使用np.zeros可以生成零矩陣，使用np.ones可以生成1矩陣，使用np.identity可以生成單位矩陣，使用np.diag可以生成對角矩陣，如圖所示

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5

最后看看矩陣的行向量和列向量提取方法。例如m1[[0,3]]表示提取矩陣m1的第0行和第3行[4]，當然也可以用m1[[True,False,False,True]]來達到同樣的效果，True就是表示對應的行要提??；而m1[:,[-2,-1]]則是提取矩陣的最后2列的列向量，m1[:,[False,True,True]]的一樣可以提取最后2列的列向量，如圖所示

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END

注意事項

[1]在高等數(shù)學或者線性代數(shù)等已經(jīng)學過了當后面的矩陣的行數(shù)等于前面矩陣的列數(shù)時，2個矩陣才可以相乘

[2]Hadamard指的是2個m×n的矩陣相乘，結果仍然是m×n的矩陣，結果為對應元素的乘積

[3]單位矩陣是特殊的對角矩陣，零（1）矩陣是指元素全部是0（1）的矩陣

[4]矩陣的第一行是從0開始編號的，python中的各種編號基本上都是從0開始的

python怎樣生成一個隨機矩陣

import?random?#導入隨機數(shù)模塊

m=10

n=10

matrix?=?[[0?for?i?in?range(m)]?for?i?in?range(n)]?#定義數(shù)組

for?row?in?range(0,m):

for?col?in?range(0,n):

matrix[row].append(random.randint(0,101))?#賦值

for?row?in?range(0,m):

print??matrix[row]#打印

結果