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C#使用MathNet生成矩陣并打印矩陣元素

更新時(shí)間：2023年12月03日 16:39:37 作者：微小冷

MathNet.Numerics中提供了線性代數(shù)、微積分、特殊函數(shù)、概率論、隨機(jī)函數(shù)、插值、最優(yōu)化等一系列功能,是.net技術(shù)中首選的數(shù)值計(jì)算包,本文給大家介紹了C#如何使用MathNet生成矩陣并打印矩陣元素,文中通過(guò)代碼示例講解的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

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MathNet.Numerics中提供了線性代數(shù)、微積分、特殊函數(shù)、概率論、隨機(jī)函數(shù)、插值、最優(yōu)化等一系列功能，是.net技術(shù)中首選的數(shù)值計(jì)算包。

其中，線性代數(shù)包LinearAlgebra包提供了向量、矩陣等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些是數(shù)值計(jì)算的前提，故而相比于其他包更加基礎(chǔ)。

下面用VS新建一個(gè)控制臺(tái)項(xiàng)目，并啟用頂級(jí)語(yǔ)句。點(diǎn)擊工具->NuGet包管理器->管理解決方案的NuGet程序包，進(jìn)入瀏覽選項(xiàng)卡，搜索MathNet.Numerics，選中安裝。

創(chuàng)建和顯示矩陣

在使用命名空間之后，可通過(guò)Matrix.Build來(lái)創(chuàng)建矩陣，矩陣中重寫了ToString方法，所以可直接使用$字符串，示例如下

using MathNet.Numerics.LinearAlgebra;

Matrix<double> m = Matrix<double>.Build.Random(3,4);
Console.WriteLine($"{m}");

/* 輸出結(jié)果如下
DenseMatrix 3x4-Double
 -1.34532   0.209099   1.64422   0.13664
  1.15024  -0.751815  0.242772  -1.90048
0.0985362   -1.02023  0.727527  0.137225
*/

即創(chuàng)建的矩陣為

Matrix.Build是MatrixBuilder對(duì)象，后文簡(jiǎn)稱MB，用于生成矩陣，如果需要頻繁創(chuàng)建矩陣，則可創(chuàng)建一個(gè)矩陣生成器，示例如下

var MB = Matrix<double>.Build;
m = MB.Random(3, 4);

MB.Dense(3, 4);          //3x4的全0矩陣
MB.Dense(3, 4, 1.0);     //3x4的全1.0矩陣
MB.Dense(3, 4, (i, j) => 100 * i + j);   //通過(guò)表達(dá)式生成元素
MB.DenseDiagonal(3, 4, 2.0); //3x4對(duì)角為2.0
MB.DenseIdentity(3);     // 3x3的單位陣

矩陣類型

MB支持超多種矩陣的生成方式，其中Dense又是最常用的一種，從上面的示例可知，MB提供了多種Dense重載，但前兩個(gè)輸入?yún)?shù)一般為行數(shù)和列數(shù)，第三個(gè)參數(shù)則可以是

缺省，則所有元素為0
數(shù)值，則所有元素都是這個(gè)數(shù)
函數(shù)，諸如(i, j) => f(i,j)，表示( i , j ) (i,j)(i,j)處的元素，其值為f ( i , j ) f(i,j)f(i,j)
數(shù)組，將使用數(shù)組中的值進(jìn)行填充

DenseDiagonal用于生成對(duì)角矩陣，包括三種重載，

階數(shù)，對(duì)角數(shù)值
行數(shù)，列數(shù)，對(duì)角數(shù)值
行數(shù)，列數(shù)，對(duì)角的生成函數(shù)

這兩種生成方法，囊括了矩陣生成的一些基本邏輯，從矩陣的形狀來(lái)說(shuō)，主要有兩種形式，即指定行列數(shù)或者指定階數(shù)；而就矩陣的內(nèi)容而言，則有三種方法，一是用某個(gè)值來(lái)填充，二是用某個(gè)數(shù)組中的值來(lái)填充，三則是通過(guò)函數(shù)來(lái)生成。

在建立起這種邏輯之后，對(duì)于其他矩陣生成方法，也可以逐步嘗試

方法	說(shuō)明
DenseIdentity	單位陣
Diagonal	對(duì)角方陣
DiagonalIdentity	對(duì)角單位陣
Random	隨機(jī)矩陣
RandomPositiveDefinite	每個(gè)元素是兩個(gè)隨機(jī)數(shù)的積

其中，隨機(jī)矩陣Random可以指定隨機(jī)數(shù)種子或者具體的分布，如果未指定分布，則默認(rèn)是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。

到此這篇關(guān)于C#使用MathNet生成矩陣并打印矩陣元素的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C# MathNet生成并打印矩陣內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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