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【python】numpy使用心得

系統 1687 0

文章目錄

  • 一、乘法
  • 二、轉置
      • array.transpose()
      • array.T
      • reshape()
        • 求逆

一、乘法

  • numpy.dot(x,y)就是正常的向量或者矩陣乘法
  • x*y:
    分情況討論
    • 如果x和y是維度相同的行(列)向量或者矩陣,結果是對應位置的數相乘:
            
              
                import
              
               numpy 
              
                as
              
               np
a 
              
                =
              
              np
              
                .
              
              array
              
                (
              
              
                [
              
              
                1
              
              
                ,
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
b 
              
                =
              
               np
              
                .
              
              array
              
                (
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                print
              
              
                (
              
              a
              
                *
              
              b
              
                )
              
              
                # 結果 array([ 4,  4, 18])
              
              

c 
              
                =
              
               np
              
                .
              
              array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                1
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                3
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
d 
              
                =
              
               np
              
                .
              
              array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                print
              
              
                (
              
              c
              
                *
              
              d
              
                )
              
              
                # array([[ 4],
              
              
                #       [ 4],
              
              
                #       [18]])
              
              
                >>
              
              
                >
              
               e
	       
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                8
              
              
                ,
              
              
                12
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ,
              
              
                12
              
              
                ,
              
              
                18
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               f
	       
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                4
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                7
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               e
              
                *
              
              f
	       
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                8
              
              
                ,
              
              
                24
              
              
                ,
              
              
                48
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                16
              
              
                ,
              
              
                36
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                36
              
              
                ,
              
              
                36
              
              
                ,
              
              
                126
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
            
          
  • 如果x和y,一個是行向量,另一個是列向量,那么,將行或列進行復制,形成相同形狀的矩陣后,在對應位置的元素相乘:
            
              
                >>
              
              
                >
              
               a
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                1
              
              
                ,
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               d
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               a
              
                *
              
              d
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                8
              
              
                ,
              
              
                12
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ,
              
              
                12
              
              
                ,
              
              
                18
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
            
          
  • 如果x和y是維度不相同的矩陣則無法進行這種運算
            
              
                >>
              
              
                >
              
               h
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                5
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               g
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                5
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                5
              
              
                ,
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               g
              
                *
              
              h
		   
Traceback 
              
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              most recent call last
              
                )
              
              
                :
              
              
  File 
              
                "
                
                  "
                
              
              
                ,
              
               line 
              
                1
              
              
                ,
              
              
                in
              
              
                <
              
              module
              
                >
              
              
    g
              
                *
              
              h
ValueError
              
                :
              
               operands could 
              
                not
              
               be broadcast together 
              
                with
              
               shapes 
              
                (
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                )
              
              
                (
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                2
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
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                *
              
              g
		   
Traceback 
              
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              most recent call last
              
                )
              
              
                :
              
              
  File 
              
                "
                
                  "
                
              
              
                ,
              
               line 
              
                1
              
              
                ,
              
              
                in
              
              
                <
              
              module
              
                >
              
              
    h
              
                *
              
              g
ValueError
              
                :
              
               operands could 
              
                not
              
               be broadcast together 
              
                with
              
               shapes 
              
                (
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                2
              
              
                )
              
              
                (
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                )
              
            
          
  • 如果x和y一個是矩陣一個是向量,則將向量進行復制,形成與矩陣相同的大小,然后對應位置元素相乘。
            
              
                >>
              
              
                >
              
               h
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                5
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               i
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                3
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                8
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               h
              
                *
              
              i
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ,
              
              
                9
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                18
              
              
                ,
              
              
                30
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                32
              
              
                ,
              
              
                48
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               i
              
                *
              
              h
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ,
              
              
                9
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                18
              
              
                ,
              
              
                30
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                32
              
              
                ,
              
              
                48
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               h
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                5
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                4
              
              
                ,
              
              
                6
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               g 
              
                =
              
               np
              
                .
              
              array
              
                (
              
              
                [
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                4
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               h
              
                *
              
              g
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ,
              
              
                12
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                9
              
              
                ,
              
              
                20
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                12
              
              
                ,
              
              
                24
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                >>
              
              
                >
              
               g
              
                *
              
              h
		   
array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                6
              
              
                ,
              
              
                12
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                9
              
              
                ,
              
              
                20
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                12
              
              
                ,
              
              
                24
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
            
          

二、轉置

array.transpose()

array.T

首先需要說明的是,如果你的array是行向量。那么前兩個轉置方法是沒有用的。如果是列向量或者矩陣,要轉置成為行向量,那么前兩個是有用的。示例如下:

            
              >>> b
		   
array([4, 2, 6])
>>> b.T
		   
array([4, 2, 6])
>>> b.transpose()
		   
array([4, 2, 6])

>>> c
		   
array([[1],
       [2],
       [3]])
>>> c.T
		   
array([[1, 2, 3]])
>>> c.transpose()
		   
array([[1, 2, 3]])

>>> h
		   
array([[2, 3],
       [3, 5],
       [4, 6]])
>>> h.T
		   
array([[2, 3, 4],
       [3, 5, 6]])
>>> h.transpose()
		   
array([[2, 3, 4],
       [3, 5, 6]])

            
          
  • 不管是矩陣還是向量下面這個方法一定是有用的,但一般只用這個處理行向量的轉置:

reshape()

其原型如下:

            
              numpy
              
                .
              
              reshape
              
                (
              
              a
              
                ,
              
               newshape
              
                ,
              
               order
              
                =
              
              
                'C'
              
              
                )
              
              
                [
              
              source
              
                ]
              
              ?

              
                # a:待reshape的數組
              
              
                # newshape: 新數組的樣式,(x,y), 表示x行,y列,如果y為-1,那么它會根據原數組中數據的數量,以及行x的數量,自動計算y的值。
              
            
          

使用示例:

            
              
                import
              
               numpy 
              
                as
              
               np
a 
              
                =
              
               np
              
                .
              
              array
              
                (
              
              
                [
              
              
                1
              
              
                ,
              
              
                2
              
              
                ,
              
              
                3
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
                ;
              
              
b 
              
                =
              
               np
              
                .
              
              reshape
              
                (
              
              a
              
                ,
              
              
                (
              
              
                3
              
              
                ,
              
              
                -
              
              
                1
              
              
                )
              
              
                )
              
              
                ;
              
              
                print
              
              
                (
              
              b
              
                )
              
              
                #結果:[[1]
              
              
                # 		[2]
              
              
                # 		[3]]
              
            
          

求逆

            
              Q 
              
                =
              
               np
              
                .
              
              array
              
                (
              
              
                [
              
              
                [
              
              
                -
              
              
                0.6
              
              
                ,
              
              
                -
              
              
                0.8
              
              
                ]
              
              
                ,
              
              
                [
              
              
                -
              
              
                0.8
              
              
                ,
              
              
                0.6
              
              
                ]
              
              
                ]
              
              
                )
              
              
np
              
                .
              
              linalg
              
                .
              
              inv
              
                (
              
              Q
              
                )
              
            
          

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