本节主要介绍如何创建矩阵、矩阵的四则运算、矩阵的转置、矩阵的逆、数组的比较及运算。
#矩阵的操作
import numpy as np #导入NumPy库
np.set_printoptions(precision=3)
matr1 = np.mat("1 3 3;4 5 6;7 12 9") # #创建矩阵，使用分号隔开数据
print('创建的矩阵为：\n',matr1)
创建的矩阵为：
[[ 1 3 3]
[ 4 5 6]
[ 7 12 9]]
arr1 = np.eye(3)
print('创建的数组1为：\n',arr1)
创建的数组1为：
[[1. 0. 0.]
[0. 1. 0.]
[0. 0. 1.]]
arr2 = 3*arr1
print('创建的数组2为：',arr2)
创建的数组2为： [[3. 0. 0.]
[0. 3. 0.]
[0. 0. 3.]]
print('创建的矩阵为：',np.bmat("arr1 arr2; arr1 arr2"))#矩阵行合并
创建的矩阵为： [[1. 0. 0. 3. 0. 0.]
[0. 1. 0. 0. 3. 0.]
[0. 0. 1. 0. 0. 3.]
[1. 0. 0. 3. 0. 0.]
[0. 1. 0. 0. 3. 0.]
[0. 0. 1. 0. 0. 3.]]
matr2 = matr1*3 #矩阵与数相乘
print('创建的矩阵为：\n',matr2)
创建的矩阵为：
[[ 3 9 9]
[12 15 18]
[21 36 27]]
print('矩阵相加结果为：\n',matr1+matr2) #矩阵相加
矩阵相加结果为：
[[ 4 12 12]
[16 20 24]
[28 48 36]]
print('矩阵相减结果为：\n',matr1-matr2) #矩阵相减
矩阵相减结果为：
[[ -2 -6 -6]
[ -8 -10 -12]
[-14 -24 -18]]
print('矩阵相乘结果为：\n',matr1*matr2) #矩阵相乘
矩阵相乘结果为：
[[102 162 144]
[198 327 288]
[354 567 522]]
print('矩阵对应元素相乘结果为：\n',np.multiply(matr1,matr2))
矩阵对应元素相乘结果为：
[[ 3 27 27]
[ 48 75 108]
[147 432 243]]
print('矩阵转置结果为：\n',matr1.T) #转置
矩阵转置结果为：
[[ 1 4 7]
[ 3 5 12]
[ 3 6 9]]
print('矩阵共轭转置结果为：\n',matr1.H) #共轭转置（实数的共轭就是其本身）
矩阵共轭转置结果为：
[[ 1 4 7]
[ 3 5 12]
[ 3 6 9]]
print('矩阵的逆矩阵结果为：\n',matr1.I) #逆矩阵,举证要可逆，否则求出的结果不正确
矩阵的逆矩阵结果为：
[[-0.9 0.3 0.1 ]
[ 0.2 -0.4 0.2 ]
[ 0.433 0.3 -0.233]]
np.linalg.det(matr1)#验证矩阵是否可逆
Out[169]: 29.99999999999999
matr1.I*matr1#验证矩阵是否可逆
Out[170]:
matrix([[ 1.000e+00, 8.882e-16, 1.221e-15],
[-2.498e-16, 1.000e+00, -4.163e-16],
[-8.327e-17, 1.110e-16, 1.000e+00]])
print('矩阵的二维数组结果为：\n',matr1.A) #返回二维数组的视图
矩阵的二维数组结果为：
[[ 1 3 3]
[ 4 5 6]
[ 7 12 9]]
#数组的操作
x = np.array([1,2,3])
y = np.array([4,5,6])
数组相加结果为：
[5 7 9]
print('数组相加结果为：\n',x + y) #数组相加
print('数组相减结果为：\n',x - y) #数组相减
数组相减结果为：
[-3 -3 -3]
print('数组相乘结果为：\n',x * y) #数组相乘
数组相乘结果为：
[ 4 10 18]
print('数组相除结果为：\n',x / y) #数组相除
数组相除结果为：
[0.25 0.4 0.5 ]
print('数组幂运算结果为：\n',x ** y) #数组幂运算
数组幂运算结果为：
[ 1 32 729]
x = np.array([1,3,5])
y = np.array([2,3,4])
print('数组比较结果为：\n',x < y)
数组比较结果为：
[ True False False]
print('数组比较结果为：\n',x > y)
数组比较结果为：
[False False True]
print('数组比较结果为：\n',x == y)
数组比较结果为：
[False True False]
print('数组比较结果为：\n',x >= y)
数组比较结果为：
[False True True]
print('数组比较结果为：\n',x <= y)
数组比较结果为：
[ True True False]
print('数组比较结果为：\n',x != y)
数组比较结果为：
[ True False True]
print('数组逻辑运算结果为：\n',np.all(x == y)) #np.all()表示逻辑and
数组逻辑运算结果为：
False
print('数组逻辑运算结果为：\n',np.any(x == y)) #np.any()表示逻辑or
数组逻辑运算结果为：
True
arr1 = np.array([[0,0,0],[1,1,1],[2,2,2],[3,3,3]])
print('创建的数组1为：\n',arr1)
创建的数组1为：
[[0 0 0]
[1 1 1]
[2 2 2]
[3 3 3]]
print('数组1的shape为：\n',arr1.shape)
数组1的shape为：
(4, 3)
arr2 = np.array([1,2,3])
print('创建的数组2为：\n',arr2)
创建的数组2为：
[1 2 3]
print('数组2的shape为：\n',arr2.shape)
数组2的shape为：
(3,)
print('数组相加结果为：\n',arr1 + arr2)
数组相加结果为：
[[1 2 3]
[2 3 4]
[3 4 5]
[4 5 6]]
arr1 = np.array([[0,0,0],[1,1,1],[2,2,2],[3,3,3]])
print('创建的数组1为：\n',arr1)
创建的数组1为：
[[0 0 0]
[1 1 1]
[2 2 2]
[3 3 3]]
print('数组1的shape为：\n',arr1.shape)
数组1的shape为：
(4, 3)
arr2 = np.array([1,2,3,4]).reshape((4,1))
print('创建的数组2为：\n',arr2)
创建的数组2为：
[[1]
[2]
[3]
[4]]
print('数组2的shape为：\n',arr2.shape)
数组2的shape为：
(4, 1)
print('数组相加结果为：\n',arr1 + arr2)
数组相加结果为：
[[1 1 1]
[3 3 3]
[5 5 5]
[7 7 7]]