Numpy | 21 矩陣庫(Matrix)

NumPy 中包含了一個矩陣庫 numpy.matlib，該模塊中的函數返回的是一個矩陣，而不是 ndarray 對象。

一個 的矩陣是一個由行（row）列（column）元素排列成的矩形陣列。

矩陣裏的元素能夠是數字、符號或數學式。如下是一個由 6 個數字元素構成的 2 行 3 列的矩陣：

matlib.empty()

matlib.empty() 函數返回一個新的矩陣，語法格式爲：

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

參數說明：

• shape: 定義新矩陣形狀的整數或整數元組
• Dtype: 可選，數據類型
• order: C（行序優先） 或者 F（列序優先）

import numpy.matlib 
import numpy as np
 
print (np.matlib.empty((2,2)))
# 填充爲隨機數據

輸出結果爲：

[[-1.49166815e-154 -1.49166815e-154] [ 2.17371491e-313 2.52720790e-212]]

numpy.matlib.zeros()

numpy.matlib.zeros() 函數建立一個以 0 填充的矩陣。

import numpy.matlib 
import numpy as np 
 
print (np.matlib.zeros((2,2)))

輸出結果爲：

[[0. 0.] [0. 0.]]

numpy.matlib.ones()

numpy.matlib.ones()函數建立一個以 1 填充的矩陣。

import numpy.matlib 
import numpy as np 
 
print (np.matlib.ones((2,2)))

輸出結果爲：

[[1. 1.] [1. 1.]]

numpy.matlib.eye()

numpy.matlib.eye() 函數返回一個矩陣，對角線元素爲 1，其餘位置爲零。

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

參數說明：

• n: 返回矩陣的行數
• M: 返回矩陣的列數，默認爲 n
• k: 對角線的索引
• dtype: 數據類型

import numpy.matlib 
import numpy as np 
 
print (np.matlib.eye(n = 3, M = 4, k =  0, dtype =  float))

輸出結果爲：

[[1. 0. 0. 0.] [0. 1. 0. 0.] [0. 0. 1. 0.]]

numpy.matlib.identity()

numpy.matlib.identity() 函數返回給定大小的單位矩陣。

單位矩陣是個方陣，從左上角到右下角的對角線（稱爲主對角線）上的元素均爲 1，除此之外全都爲 0。

import numpy.matlib 
import numpy as np 
 
# 大小爲 5，類型位浮點型
print (np.matlib.identity(5, dtype =  float))

輸出結果爲：

[[ 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()

numpy.matlib.rand() 函數建立一個給定大小的矩陣，數據是隨機填充的。

import numpy.matlib 
import numpy as np 
 
print (np.matlib.rand(3,3))

輸出結果爲：

[[0.23966718 0.16147628 0.14162 ] [0.28379085 0.59934741 0.62985825] [0.99527238 0.11137883 0.41105367]]

矩陣老是二維的，而 ndarray 是一個 n 維數組。 兩個對象都是可互換的。

import numpy as np

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

j = np.asarray(i)
print(j)
print('\n')

k = np.asmatrix (j)
print (k)

 

輸出結果爲：

[[1 2]
[3 4]]

[[1 2]
[3 4]]

[[1 2] [3 4]]