Python實現(xiàn)矩陣轉置的幾種方法詳解

更新時間：2023年08月22日 14:19:50 作者：夏普通

這篇文章主要介紹了Python實現(xiàn)矩陣轉置的幾種方法詳解,zip() 函數(shù)用于將可迭代的對象作為參數(shù),將對象中對應的元素打包成一個個元組,然后返回由這些元組組成的對象,這樣做的好處是節(jié)約了不少的內存,需要的朋友可以參考下

Python實現(xiàn)矩陣轉置

轉置矩陣意味著我們將其列變?yōu)樾小Ｗ屛覀兺ㄟ^一個例子來理解它，如果轉置后看起來像什么。

假設您有原始矩陣，例如-x = [[1,2][3,4][5,6]]

在上面的矩陣“ x”中，我們有兩列，分別為1、3、5和2、4、6。

因此，當我們在矩陣“ x”上方轉置時，列變?yōu)樾小Ｒ虼?，上面矩陣的轉置版本看起來像-x1 = [[1, 3, 5][2, 4, 6]]

因此，我們有另一個矩陣“ x1”，在不同的位置以不同的值組織不同。

方法一、使用numpy轉置

import numpy as np
A = np.mat([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]])
print(A.T)
print(A.swapaxes(0, 1))

# 均輸出
# [[1 4 7]
# [2 5 8]
# [3 6 9]]

import numpy as np
A = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
print(np.transpose(A))

# 輸出
# [[1 4 7]
# [2 5 8]
# [3 6 9]]

方法二、使用zip()函數(shù)

zip() 函數(shù)用于將可迭代的對象作為參數(shù)，將對象中對應的元素打包成一個個元組，然后返回由這些元組組成的對象，這樣做的好處是節(jié)約了不少的內存。
可以使用 list() 轉換來輸出列表?！緕ip 方法在 Python 2 和 Python 3 中的不同：在 Python 3.x 中為了減少內存，zip() 返回的是一個對象。如需展示列表，需手動 list() 轉換?！?/li>
如果各個迭代器的元素個數(shù)不一致，則返回列表長度與最短的對象相同，利用 * 號操作符，可以將元組解壓為列表。

zip(A) 相當于打包，打包為元組的列表：

>>> a = [1,2,3]
>>> b = [4,5,6]
>>> c = [4,5,6,7,8]
>>> A = zip(a,b)     # 打包為元組的列表
[(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
>>> zip(a,c)              # 元素個數(shù)與最短的列表一致
[(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
>>> zip(*A)          # 與 zip 相反，*A 可理解為解壓，返回二維矩陣式
[(1, 2, 3), (4, 5, 6)]

A = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
print(*A) #[1, 2, 3] [4, 5, 6] [7, 8, 9]
#zip()返回的是一個對象。如需展示列表，需手動 list() 轉換。
#print(zip(*A)) #<zip object at 0x000001CD7733A2C8>
print(list(zip(*A)))

# 輸出
# [(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)]

這里python中星號(*)的作用是將變量中可迭代對象的元素拆解出來。

方法三、使用python列表表達式

不占用額外空間，“原地修改”

A = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
#print(len(A)) #矩陣行數(shù)
#print(len(A[0])) #矩陣列數(shù)
B = [[A[j][i] for j in range(len(A))] for i in range(len(A[0]))]
print(B)

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

B = [[A[j][i] for j in range(len(A))] for i in range(len(A[0]))]

這句寫的清楚一點就是：

A = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
#print(len(A)) #矩陣行數(shù)
#print(len(A[0])) #矩陣列數(shù)
for i in range(len(A[0])):#len(A[0])矩陣列數(shù)
    for j in range(i,len(A)):#len(A)矩陣行數(shù)
        #轉置就是A[i][j]和A[j][i]互換
        A[j][i], A[i][j] = A[i][j], A[j][i]
print(A)

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

因為轉置矩陣的對稱性， for j in range(i,len(A)) 限制了只遍歷矩陣上三角，必須要限制，如果不限制會導致重復交換。

方法四、新建列表B，使用雙重循環(huán)添加元素

A = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
B=[]
for i in range(len(A[0])):#len(A[0])矩陣列數(shù)
    temp = []
    for j in range(len(A)):#len(A)矩陣行數(shù)
        temp.append(A[j][i])
    B.append(temp)
print(B)