NumPy 数组与矩阵:什么时候应该使用它们?

Linda Hamilton
发布: 2024-11-18 01:57:01
原创
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NumPy Arrays vs Matrices: When Should You Use Each?

Numpy 数组与矩阵:选择哪个以及为什么?

在 Python 中处理数值数据时,您可能会遇到两种密切相关的数据结构:NumPy 数组和矩阵。本文旨在阐明它们的差异、优点和缺点,以帮助您就在程序中使用哪一种做出明智的决定。

差异

维度:数组可以可以是任何维度(N 维),而矩阵是严格的二维。

矩阵运算符: 矩阵为矩阵乘法提供方便的表示法,例如 a*b,而数组需要使用 np.dot 或 @ 进行矩阵运算。

转置: 数组和矩阵都有 .T 用于转置。矩阵还支持 .H 表示共轭转置,.I 表示逆矩阵。

逐元素运算: 数组默认执行逐元素运算,而矩阵将运算视为矩阵乘积,除非 np.使用点。

特殊运算符: '**' 运算符对于数组和矩阵有不同的含义。对于数组,它按元素平方,而对于矩阵,它执行矩阵乘法。

优点和缺点

数组

优点:

  • 更通用,允许任意数量的维度。
  • 一致的逐元素操作。
  • 在混合矩阵和数组的程序中更容易管理。

缺点:

  • 3.5 之前的 Python 版本中矩阵乘法语法不太方便。

矩阵

优点:

  • 方便的矩阵乘法表示法。
  • 直接支持转置、求逆等高级矩阵运算。

缺点:

  • 仅限于二维。
  • 在程序中与数组混合可能会导致混乱。

在数组和矩阵之间进行选择

如果您需要处理二维以上的数据或在逐元素操作中保持值一致性,推荐选择数组

如果您的项目主要涉及对于矩阵,矩阵提供的矩阵运算语法便利性可能会超出其限制。

最终,最佳选择取决于程序的具体要求。值得注意的是,您可以使用 np.asmatrix 和 np.asarray 在数组和矩阵之间进行转换

以上是NumPy 数组与矩阵:什么时候应该使用它们?的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

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