Python学习笔记——Numpy的初步学习（二）

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愿幸福像内存一样经常溢出，金钱像硬盘一样存个没够，
好运像鼠标一样握在手中，生活像CPU一样奔腾不息，前途像显示器一样无比明亮。

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目录

1.前言

2.矩阵的创建

2.1矩阵对象——numpy.matrix

 2.2矩阵对象属性

3.矩阵运算

 3.1矩阵相乘

 3.2矩阵转置、求逆

4.随机数模块——numpy.random 

4.1——seed函数 

4.2打乱顺序函数——shuffle 

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1.前言

上篇已经讲解了数组的一些操作，本篇讲解矩阵的一些相关操作。在讲解之前我们先说说数组与矩阵的区别：

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1.数组中的元素可以是字符或字符串，而矩阵只能是数
2.数学计算的区别。矩阵直接用*号相乘，而数组需用.dot()
3.array更灵活，不仅能表示1维、2维，还能表示多维数据，运算速度也更快。
4.矩阵显示时，元素间无逗号；数组显示时，元素间用逗号隔开

补充：二维数组的乘法、转置、求逆 

乘法：

A=np.array([[1,1],[2,2]])
B=np.array([[1,2],[3,2]])
print(A*B)               
print(np.dot(A,B))       

  

✨乘号运算符：对应元素分别相乘

✨矩阵相乘：按照矩阵相乘规则运算，使用函数matmul(A,B)或dot(A,B)

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转置、求逆： 

• 矩阵转置：np.transpose()
• 矩阵求逆：np.linalg.inv()

a=np.array([[1,2],[3,4]]) 
print(np.transpose(a))    
print(np.linalg.inv(a))   

 

2.矩阵的创建

导入numpy模块                

import numpy as np

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2.1矩阵对象——numpy.matrix

matrix(字符串/列表/元组/数组)
可简写mat(字符串/列表/元组/数组)

a=np.mat(' 1 2 3 4; 5 6 7 8 ') 
print(a)                       
print(type(a))                 
b=np.mat([[1,2,3,4],[5,6,7,8]])
print(b)                       
print(type(b))                 

字符串组成，各元素空格隔开，各行分号隔开

 2.2矩阵对象属性

属性	说明
.ndim	矩阵的维数
.shape	矩阵的形状
.size	矩阵的元素个数
.dtype	元素的数据类型

与数组对象属性相同

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3.矩阵运算

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 3.1矩阵相乘

直接使用  * 

A=np.mat([[1,2,3],[1,1,1]])   
B=np.mat([[1,2],[3,4],[5,6]]) 
print(A*B)                    

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 3.2矩阵转置、求逆

矩阵转置：.T

矩阵求逆：.I

A=np.mat([[1,2],[2,2]])      
print(A.T)                   
print(A.I)                   
print(A*A.I)  #矩阵×逆矩阵=单位矩阵   

 

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4.随机数模块——numpy.random 

函数	功能描述	返回值
np.random.rand(d0,d1,...,dn)	元素在[0,1)区间均匀分布的数组	浮点数
np.random.uniform(low,high,size)	元素在[low,high)区间均匀分布的数组	浮点数
np.random.randint(low,high,size)	元素在[low,high)区间均匀分布的数组	整数
np.random.randn(d0,d1,...,dn)	产生标准正态分布的数组	浮点数
np.random.normal(loc,scale,size)	产生正态分布的数组	浮点数

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4.1——seed函数 

伪随机数：由随机种子，根据一定的算法生成的。

随机种子：指定随机数生成时所用算法开始的整数值。

         如果使用相同seed()值，则每次生成的随机数都相同。

        如果不设置这个值，则系统根据时间来自己选择这个值，此时每次生成的随机数因时间差           异而不同。

        采用seed()函数设置随机种子，仅一次有效。

        随机数产生的算法，和系统有关。

np.random.seed(256)          
print(np.random.rand(2, 3))  
print(np.random.rand(2,3))   

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4.2打乱顺序函数——shuffle 

np.random.shuffle(序列)

import numpy as np    
import random         
arr=np.arange(10)     
print(arr)            
np.random.shuffle(arr)
print(arr)            

b=np.arange(12).reshape(4,3)
print(b)                    
np.random.shuffle(b)        
print(b)                    

对多维数组只会打乱第一维数据，对数据样本集的打乱。 

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时节如流，冬雪落满山海。

岁末将至，新年踏歌而来。

纵使人潮汹涌，光阴似箭，

亦盼山海广阔，岁月风平。