C#使用Math.Net库进行矩阵运算

一、基础知识

1、 Math.net是什么

  Math.net计算库是专为.NET开发的开源科学计算库。包含了大部分矩阵运算、线性运算等功能。效率高，且可以在C#中直接使用。简单的矩阵运算，其效率可以达到C#代码的10倍以上。

开源地址：http://mathnetnumerics.codeplex.com

Math.NET Numerics是核心功能是数值计算。主要是提供日常科学工程计算相关的算法，包括一些特殊函数，线性代数，概率论，随机函数，微积分，插值，最优化等相关计算功能。它是在 Math.NET Iridium和dnAnalytics 的基础上合并而来。该组件里面包括了一个读取Matlab数据格式的功能。

2、科学计算库 Math.NET Numerics库的安装方法

方法一：在线安装：https://blog.csdn.net/heray1990/article/details/72467304

方法二：先下载后安装

（1）在以下地址下载Math.NET Numerics库包

https://www.nuget.org/packages/MathNet.Numerics/

 （2）S2012添加Math.NET Numerics库包

参考地址：https://blog.csdn.net/linjf520/article/details/79585081

方法三：添加dll文件的方式

前两种方法，我都没有实验成功，找到了一种比较简单的方法

（1）下载一个MathNet.Numerics.dll文件

下载地址：https://www.jb51.net/dll/MathNet.Numerics.dll.html#downintro2

（2）将dll文件拷到工程的bin debug文件或release文件下，添加引用即可使用

3、类的用法

https://numerics.mathdotnet.com/api/MathNet.Numerics.Integration/GaussLegendreRule.htm

二、简单应用

参考：https://blog.csdn.net/c914620529/article/details/50393223

1、首先添加引用名称空间

using MathNet.Numerics.LinearAlgebra.Double;
using MathNet.Numerics.LinearAlgebra.Generic;

2、矩阵

（1）矩阵的定义

注意：var来自名称空间System，只能定义在局部变量，不能定义在全局变量

//矩阵的定义和初始化
var matrix1 = new DenseMatrix(3);//3维方阵
var matrix2 = new DenseMatrix(2,2);  //2维方阵
var matrix3 = new DenseMatrix(2, 3); //2×3矩阵
var matrix4 = new DenseMatrix(3, 2); //3×2矩阵
var matrix5= new DenseMatrix(2, 3, 3.0); //2×3矩阵，所有值为3.0
var matrixI = DenseMatrix.Identity(5); //5维单位矩阵
//利用C#中的double[,]直接创建,2×3矩阵
double[,] d_matrix = new double[2, 3];
var matrix6 = new DenseMatrix(d_matrix); 

（2）矩阵的操作

var submatrix = matrix2.SubMatrix(2, 2, 3, 3); //取从第二行开始的2行，第三列开始的三列 子矩阵
var row = matrix2.Row(5, 3, 4); //取从第5行第3列开始的4个行元素
var column = matrix2.Column(2, 6, 3); //取从第2列第6行开始的3个列元素
var columndata = matrix2.ColumnEnumerator(2, 4); //取从第2列开始的4列
var rowdata = matrix2.RowEnumerator(4, 3);//取从第4行开始的3行
var data1 = matrix2.ToRowWiseArray();//矩阵变为行向量
var data2 = matrix2.ToColumnWiseArray();//矩阵变为列向量
var data3 = matrix2.Diagonal()//取矩阵的对角线元素向量