Python 執(zhí)行矩陣與線性代數(shù)運算
問題
你需要執(zhí)行矩陣和線性代數(shù)運算,比如矩陣乘法、尋找行列式、求解線性方程組等等。
解決方案
NumPy
庫有一個矩陣對象可以用來解決這個問題。
矩陣類似于3.9小節(jié)中數(shù)組對象,但是遵循線性代數(shù)的計算規(guī)則。下面的一個例子展示了矩陣的一些基本特性:
>>> import numpy as np >>> m = np.matrix([[1,-2,3],[0,4,5],[7,8,-9]]) >>> m matrix([[ 1, -2, 3], [ 0, 4, 5], [ 7, 8, -9]]) >>> # Return transpose >>> m.T matrix([[ 1, 0, 7], [-2, 4, 8], [ 3, 5, -9]]) >>> # Return inverse >>> m.I matrix([[ 0.33043478, -0.02608696, 0.09565217], [-0.15217391, 0.13043478, 0.02173913], [ 0.12173913, 0.09565217, -0.0173913 ]]) >>> # Create a vector and multiply >>> v = np.matrix([[2],[3],[4]]) >>> v matrix([[2], [3], [4]]) >>> m * v matrix([[ 8], [32], [ 2]]) >>>
可以在 numpy.linalg
子包中找到更多的操作函數(shù),比如:
>>> import numpy.linalg >>> # Determinant >>> numpy.linalg.det(m) -229.99999999999983 >>> # Eigenvalues >>> numpy.linalg.eigvals(m) array([-13.11474312, 2.75956154, 6.35518158]) >>> # Solve for x in mx = v >>> x = numpy.linalg.solve(m, v) >>> x matrix([[ 0.96521739], [ 0.17391304], [ 0.46086957]]) >>> m * x matrix([[ 2.], [ 3.], [ 4.]]) >>> v matrix([[2], [3], [4]]) >>>
討論
很顯然線性代數(shù)是個非常大的主題,已經(jīng)超出了本書能討論的范圍。 但是,如果你需要操作數(shù)組和向量的話, NumPy 是一個不錯的入口點。 可以訪問 NumPy 官網(wǎng) http://www.numpy.org 獲取更多信息。
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