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Python表示矩阵的方法分析
Python表示矩阵的方法分析
本文实例讲述了Python表示矩阵的方法。分享给大家供大家参考，具体如下：
在c语言中，表示个“整型3行4列”的矩阵，可以这样声明：int a[3][4];在python中一不能声明变量int，二不能列出维数。可以利用列表中夹带列表形式表示。例如：
表示矩阵 ，可以这样：
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
结果：
[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
但是注意一点：初始化（赋值全部为0时），下面是错误的！！
tmp = []
for j in range(0, 3):
tmp.append(0)
a = []
for i in range(0, 3):
a.append(tmp)
print a
结果：
[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
原因：这样的列表tmp为同一个，改变任意行，其他行都会给随着改变，千万注意！！，下面正确：
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创建一个矩阵
使用numpy创建矩阵有2种方法，一种是使用numpy库的matrix直接创建，另一种则是使用array来创建。首先加载numpy库，然后分别用上面说的2种方法来分别构建一个4×3的矩阵，如图
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2
矩阵创建好了，大家看到了2个矩阵长得差不多，是否相等呢？我们用==（python中用==表示等于）来试试看看，如下图
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3
我们下面看看2个矩阵相乘的结果，可以看到使用matrix创建的矩阵m1乘以自身，结果报错了：因为矩阵相乘需要满足一定的条件[1]；而使用array创建的矩阵m2乘以自身，结果并没有报错，因为这里用的是Hadamard乘法[2];而m1×m2也报错了，说明只要有一个是matrix，就不能用Hadamard乘法，如图所示
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4
下面看几个特殊矩阵[3]：使用np.zeros可以生成零矩阵，使用np.ones可以生成1矩阵，使用np.identity可以生成单位矩阵，使用np.diag可以生成对角矩阵，如图所示
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5
最后看看矩阵的行向量和列向量提取方法。例如m1[[0,3]]表示提取矩阵m1的第0行和第3行[4]，当然也可以用m1[[True,False,False,True]]来达到同样的效果，True就是表示对应的行要提取；而m1[:,[-2,-1]]则是提取矩阵的最后2列的列向量，m1[:,[False,True,True]]的一样可以提取最后2列的列向量，如图所示
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END
注意事项
[1]在高等数学或者线性代数等已经学过了当后面的矩阵的行数等于前面矩阵的列数时，2个矩阵才可以相乘
[2]Hadamard指的是2个m×n的矩阵相乘，结果仍然是m×n的矩阵，结果为对应元素的乘积
[3]单位矩阵是特殊的对角矩阵，零（1）矩阵是指元素全部是0（1）的矩阵
[4]矩阵的第一行是从0开始编号的，python中的各种编号基本上都是从0开始的
python 怎么实现矩阵运算
1.numpy的导入和使用
data1=mat(zeros((
)))
#创建一个3*3的零矩阵，矩阵这里zeros函数的参数是一个tuple类型(3,3)
data2=mat(ones((
)))
#创建一个2*4的1矩阵，默认是浮点型的数据，如果需要时int类型，可以使用dtype=int
data3=mat(random.rand(
))
#这里的random模块使用的是numpy中的random模块，random.rand(2,2)创建的是一个二维数组，需要将其转换成#matrix
data4=mat(random.randint(
10
,size=(
)))
#生成一个3*3的0-10之间的随机整数矩阵，如果需要指定下界则可以多加一个参数
data5=mat(random.randint(
,size=(
))
#产生一个2-8之间的随机整数矩阵
data6=mat(eye(
,dtype=
int
))
#产生一个2*2的对角矩阵
a1=[
]; a2=mat(diag(a1))
#生成一个对角线为1、2、3的对角矩阵
python中有关矩阵的.I是什么意思
由 m × n 个数aij排成的m行n列的数表称为m行n列的矩阵，简称m × n矩阵。在数学中，矩阵（Matrix）是一个按照长方阵列排列的复数或实数集合，最早来自于方程组的系数及常数所构成的方阵。这一概念由19世纪英国数学家凯利首先提出。矩阵是高等代数学中的常见工具，也常见于统计分析等应用数学学科中。在物理学中，矩阵于电路学、力学、光学和量子物理中都有应用；计算机科学中，三维动画制作也需要用到矩阵。 矩阵的运算是数值分析领域的重要问题。将矩阵分解为简单矩阵的组合可以在理论和实际应用上简化矩阵的运算。对一些应用广泛而形式特殊的矩阵，例如稀疏矩阵和准对角矩阵，有特定的快速运算算法。关于矩阵相关理论的发展和应用，请参考矩阵理论。在天体物理、量子力学等领域，也会出现无穷维的矩阵，是矩阵的一种推广。
