本文中PYTHON 操作矩陣和向量用 numpy 工具包,因此首先要導入 numpy;MATLAB正常啟動即可,矩陣和向量操作是其内置的核心工具。
import numpy as np
MATLAB |
PYTHON | |
行向量: size(1,n) |
A = [1 2 3] |
A = np.array([1,2,3]).reshape(1,3) |
列向量: size(n,1) |
A = [1;2;3] |
A = np.array([1,2,3]).reshape(3,1) |
1維數組: size(n,) |
不能像size(n,) 這樣做 |
A = np.array([1,2,3) |
從j到n,步長為k的整數賦值 |
A = j:k:n |
A = np.arange(j,n 1,k) |
k個點的線性插值向量 |
A = linspace(1,5,k) |
A = np.linspace(1,5,k) |
MATLAB |
PYTHON | |
一般矩陣 |
A = [1 2;3 4] |
A = np.array([[1,2],[3,4]]) |
2*2 的 0 矩陣 |
A = zeros(2,2) |
A = np.zeros((2,2)) |
2*2 的 1 矩陣 |
A = ones(2,2) |
A = np.ones((2,2)) |
2*2 的單位矩陣 |
A = eyes(2,3) |
A = np.eys(2) |
對角矩陣 |
A = diag([1 2 3]) |
A = np.diag([1,2,3]) |
均勻随機數矩陣 |
A = rand(2,2) |
A = np.random.rand(2,2) |
正态随機數矩陣 |
A = randn(2,2) |
A = np.random.randn(2,2) |
創建稀疏矩陣 |
A = sparse(2,2)
| |
MATLAB |
PYTHON | |
矩陣裝置 |
A.' |
A.T |
複共轭矩陣裝置 |
A‘ |
A.conj() |
兩個矩陣橫向拼接,即行連接 |
A = [[1 2] [1 2]] 或者 A = horzcat([1 2], [1 2]) |
B = np.array([1, 2]) A = np.hstack((B, B)) |
兩個矩陣縱向拼接,即列連接 |
A = [[1 2]; [1 2]] 或者 A = vertcat([1 2], [1 2]) |
B = np.array([1, 2]) A = np.vstack((B, B)) |
矩陣行列重構 |
10個元素組成的一維矩陣轉換為5行2列, A = reshape(1:10, 5, 2) |
A = A.reshape(5, 2) |
矩陣轉換為向量 |
A(:) |
A = A.flatten() |
矩陣左右翻轉 |
fliplr(A) |
np.fliplr(A) |
矩陣上下翻轉 |
flipud(A) |
np.flipdu(A) |
重複矩陣(行重複3次,列重複4次) |
repmat(A, 3, 4) |
np.tile(A, (4, 3)) |
給向量或矩陣預先分配内存 |
x = rand(10) y = zeros(size(x, 1), size(x, 2)) (可以是N/A這樣的數據類型) |
x = np.random.rand(3, 3) y = np.empty_like(x) # new dims y = np.empty((2, 3)) |
作用于數據集/矩陣/向量的函數 |
f = @(x) x.^2 g = @(x, y) x 2 y.^2 x = 1:10 y = 2:11 f(x) g(x, y) |
def f(x): return x**2 def g(x, y): return x 2 y**2 x = np.arange(1, 10, 1) y = np.arange(2, 11, 1) f(x) g(x, y) |
MATLAB |
PYTHON | |
訪問某個元素 |
A(2,2) |
A[1,1] |
訪問指定的行 |
A(1:4,:) |
A[0:4,:] |
訪問指定的列 |
A(:,1:4) |
A[:,0:4] |
删除行 |
A([1 2 4],:) |
A[[0,1,3],:] |
矩陣的對角線 |
diag(A) |
np.diag(A) |
獲得矩陣的維數 |
[nrow ncol] = size(A) |
nrow, ncol = np.shape(A) |
MATLAB |
PYTHON | |
求點積 |
dot(A,B) |
np.dot(A,B) 或者 A @ B |
矩陣的乘法 |
A * B |
A @ B |
占位矩陣的乘法, (即其中一個矩陣是空的) |
無 |
x = np.array([1, 2]).reshape(2, 1) A = np.array(([1, 2], [3, 4])) y = np.empty_like(x) np.matmul(A, x, y) |
元素的智能乘法 (elementwise multiplication) |
A.*B |
A * B |
矩陣的幂運算 |
A^2 |
np.linalg.matrix_power(A, 2) |
矩陣元素的幂運算 |
A.^2 |
A ** 2 |
求逆矩陣 |
inv(A) 或者 A^(-1) |
np.linalg.inv(A) |
矩陣的決定值 |
det(A) |
np.linalg.det(A) |
矩陣的特征值和特征向量 |
[vec, val] = eig(A) |
val, vec = np.linalg.eig(A) |
歐幾裡德範數 |
norm(A) |
np.linalg.norm(A) |
線性方程求解 |
(Ax = b,其中A為n*n矩陣) A\b |
(Ax = b,其中A為n*n矩陣) np.linalg.solve(A, b) |
最小二乘法求解 |
(Ax = b,其中A為m*n矩陣) A\b |
(Ax = b,其中A為m*n矩陣) np.linalg.lstsq(A, b) |
MATLAB |
PYTHON | |
求每一列的sum/max/min |
sum(A, 1) max(A, [], 1) min(A, [], 1) |
sum(A, 0) np.amax(A, 0) np.amin(A, 0) |
求每一行的sum/max/min |
sum(A, 2) max(A, [], 2) min(A, [], 2) |
sum(A, 1) np.amax(A, 1) np.amin(A, 1) |
整個矩陣的sum/max/min |
sum(A(:)) max(A(:)) min(A(:)) |
np.sum(A) np.amax(A) np.amin(A) |
每一行的sum/max/min的累計值 |
cumsum(A, 1) cummax(A, 1) cummin(A, 1) |
np.cumsum(A, 0) np.maximum.accumulate(A, 0) np.minimum.accumulate(A, 0) |
每一列的sum/max/min的累計值 |
cumsum(A, 2) cummax(A, 2) cummin(A, 2) |
np.cumsum(A, 1) np.maximum.accumulate(A, 1) np.minimum.accumulate(A, 1) |
MATLAB |
PYTHON | |
注釋行 |
% This is a comment |
# This is a comment |
注釋塊 |
%{ Comment block %} |
# Block # comment # following PEP8 |
For 循環 |
for i = 1:N % 做什麼 end |
for i in range(n): # 做什麼 |
while 循環 |
while i <= N % 做什麼 end |
while i <= N: # 做什麼 |
if |
if i <= N % 做什麼 end |
if i <= N: #做什麼 |
if / else |
if i <= N % 做A件事 else % 做其他事 end |
if i <= N: % 做A件事 else % 做其他事 end |
打印文本和變量 |
x = 10 fprintf('x = %d \n', x) |
x = 10 print(f'x = {x}') |
匿名函數 |
f = @(x) x^2 |
f = lambda x: x**2 |
函數 |
function out = f(x) out = x^2 end |
def f(x): return x**2 |
元組 |
t = {1 2.0 "test"} t{1} |
t = (1, 2.0, "test") t[0] |
命名元組/匿名結構 |
m.x = 1 m.y = 2 m.x |
from collections import namedtuple mdef = namedtuple('m', 'x y') m = mdef(1, 2) m.x |
函數調用 |
a = 2.0 f = @(x) a x f(1.0) |
a = 2.0 def f(x): return a x f(1.0) |
函數占位修改 |
無 |
def f(x): x **=2 return x = np.random.rand(10) f(x) |
(本文完)
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