NumPy 矩阵库(Matrix)-Python扩展程序库 -- NumPy-编程文章分享

NumPy 中包含了一个矩阵库 numpy.matlib，该模块中的函数返回的是一个矩阵，而不是 ndarray 对象。

由 m × n 个数a_ij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。记作

这 m×n 个数称为矩阵 A 的元素，简称为元，数 a_ij位于矩阵 A 的第 i 行第 j 列，称为矩阵 A 的 (i,j) 元，以数 a_ij 为 (i,j) 元的矩阵可记为 (a_ij) 或 (a_ij) m × n，m×n 矩阵 A 也记作 A_mn。

矩阵里的元素可以是数字、符号或数学式。

matlib.empty()

matlib.empty() 函数返回一个新的矩阵，语法格式为：

numpy.matlib.empty(shape, dtype, order)

参数说明：

shape: 定义新矩阵形状的整数或整数元组
Dtype: 可选，数据类型
order: C（行序优先）或者 F（列序优先）

import numpy.matlib
import numpy as np

print(np.matlib.empty((2, 2))) # 填充为随机数据
# [[6.23042070e-307 1.95818994e-306]
#  [6.23060744e-307 2.07958987e-312]]

numpy.matlib.zeros()

此函数返回以零填充的矩阵。

import numpy.matlib
import numpy as np

print (np.matlib.zeros((2,2)))
# [[0. 0.]
#  [0. 0.]]

numpy.matlib.ones()

此函数返回以 1 填充的矩阵。

import numpy.matlib
import numpy as np

print (np.matlib.ones((2,2)))
# [[1. 1.]
#  [1. 1.]]

numpy.matlib.eye()

函数返回一个矩阵，对角线元素为 1，其他位置为零。

numpy.matlib.eye(n, M,k, dtype)

参数说明：

n: 返回矩阵的行数
M: 返回矩阵的列数，默认为 n
k: 对角线的索引
dtype: 数据类型

import numpy.matlib
import numpy as np

print(np.matlib.eye(n=3, M=5, k=0, dtype=float))
# [[1. 0. 0. 0. 0.]
#  [0. 1. 0. 0. 0.]
#  [0. 0. 1. 0. 0.]]

numpy.matlib.identity()

函数返回给定大小的单位矩阵。单位矩阵是主对角线元素都为 1 的方阵。

单位矩阵是个方阵，从左上角到右下角的对角线（称为主对角线）上的元素均为 1，除此以外全都为 0。

单位矩阵

import numpy.matlib
import numpy as np

# 大小为 5，类型位浮点型
print(np.matlib.identity(5, dtype=float))
# [[1. 0. 0. 0. 0.]
#  [0. 1. 0. 0. 0.]
#  [0. 0. 1. 0. 0.]
#  [0. 0. 0. 1. 0.]
#  [0. 0. 0. 0. 1.]]

numpy.matlib.rand()

函数创建一个给定大小的矩阵，数据是随机填充的。

import numpy.matlib
import numpy as np

print(np.matlib.rand(3, 3))
# [[0.94907972 0.58370716 0.21849168]
#  [0.68739709 0.58956855 0.25621956]
#  [0.1159588  0.99660053 0.51995099]]

矩阵总是二维的，而 ndarray 是一个 n 维数组。两个对象都是可互换的。

import numpy as np

i = np.matrix('1,2;3,4')
print(i)

j = np.asarray(i)
print(j)

k = np.asmatrix(j)
print(k)
# [[1 2]
#  [3 4]]

NumPy 矩阵库(Matrix)