跟老奶奶说numpy中的mat与array

Posted 2023-03-25

参考技术A

矩阵乘法

np.mat矩阵乘法

np.array对应元素相乘

array中矩阵乘法有两种

转置 这点上没区别

逆矩阵
np.mat有如下简单写法

np.array

最后，np.mat和np.array可以相互转化。

参考
1 The difference between numpy.array and numpy.mat
2 numpy.mat 官方文档

机器学习之numpy库中常用的函数介绍

1. mat()

mat()与array的区别：

mat是矩阵，数据必须是2维的，是array的子集，包含array的所有特性，所做的运算都是针对矩阵来进行的。

array是数组，数据可以是多维的，所做的运算都是针对数组来进行的

（1） 数据能表示的维度不同，array数据可以是多维的，mat的数据必须是2维的。

array能表示超过2维的数据，而mat不能：

对于2维的数据，array和mat的表示形式完全一样(但运算不一样)：

（2） 把array转换为mat

（3） matrix 和 array 都可以通过objects后面加.T 得到其转置。但是matrix objects 还可以在后面加 .H 得到共轭矩阵, 加 .I 得到逆矩阵。

（4） array遵从逐个元素的运算，array的类型的a和b的a*b的运算，相当与MATLAB中的a.*b的运算。

数组a，b的点乘乘法运算a*b (逐个元素的运算)：

数组a，b的矩阵乘法运算：

相当于矩阵A,B的矩阵乘法运算：

（5） **运算不一样

对于array a，a**2运算相当于对于a的元素逐个求平方：

对于mat a，a**2运算相当于矩阵相乘a*a:

2. list和array的区别

（1） list是python的内置数据类型，list中的数据类型不必相同，主要用来作索性，可以通过索引查找数值，但不能对整个列表进行数值运算

但是可以进行+运算，表示的是两个列表的拼接：

（2） array的中的类型必须全部相同（同属于int,float,duoble）才能进行数组间的运算，否则也只能作索引：

3. shape() 读取矩阵的各个维度的长度

（1）shape() 返回的是各个维度的长度的列表：

（2）shape[n ]表示获取第n个维度的长度

4. random.uniform()方法

uniform(x,y): 随机产生一个在[x, y]范围内的实数，返回一个浮点数。

5. mean()方法

mean()方法为求平均值的方法：

mean(a, axis=None, dtype=None, out=None, skipna=False, keepdims=False)

a: 输入的数组，array类型

axis： None：计算数组中的所有值的平均值

=0：以列为单位计算数组中每一列的所有值的平均值；

=1：以行为单位计算数组中每一行的所有值的平均值

dtype: 为指定数组中的元素的类型，默认为float64

out: 如果提供，则为计算的输出结果保存的数组，大小要和输出结果的数组大小相同

skipna: 如果设置为true，则计算时跳过为NA的值

keepdims: 如果设置为true，输出结果将保持为1的维度，即计算结果放在一个数组内

6. tile() 方法

tile英文单词意思：拼贴。tile(A, n)功能：将数组A重复n次，构成一个新的数组。

A的类型：array, list, tuple, dict, matrix，int, string, float，bool

n的类型: tuple，list, dict, array, int,bool，不可以是float, string, matrix

（1） 当n为一个整数时

（2） 当n为list，tuple

（3） 当A的维度 < n的长度时

tile(A, n)将A中的所有元素作为单元，按n变成一个新的数组，以上为例子。

（4） 当A的维度 > n的长度时

n的长度不足为A的维度，即在n的前面加上(A的维度-n的长度)，变成与A的维度相同的长度，再进行重复：

以上的a的维度为2，n的长度为1，n自动补充为[2-1, 3] =[1, 3], 与以下等效：

7. argsort()方法

argsort(a)：对数组或元组a进行升序排序， 返回的是升序之后的各个元素在原来a未升序之前的下标，即返回升序之后对应的下标数组。

降序排序：

（1） 获取升序排列之后的最后一个下标

（2） 或者使用argsort(-a)进行降序排列,其中a只能是含相同数据类型的数组，不能是列表

8. transpose( )方法

装置，可以装置任何类型mat，list，array，当类=类型为mat的时候，等同于A.T

9. sum

sum(a, axis=None, dtype=None, out=None, skipna=False, keepdims=False)

a: 输入的数组，array类型

axis： None：计算数组中的所有值的和

=0：以列为单位计算数组中每一列的所有值的和；

=1：以行为单位计算数组中每一行的所有值的和

dtype: 为指定数组中的元素的类型，默认为float64

out: 如果提供，则为计算的输出结果保存的数组，大小要和输出结果的数组大小相同

skipna: 如果设置为true，则计算时跳过为NA的值

keepdims: 如果设置为true，输出结果将保持为1的维度，即计算结果放在一个数组内

10. get()方法

dict.get(key, default=None) key -- 字典中要查找的键。default -- 如果指定键的值不存在时，返回该默认值。

11. operator.itemgetter ()

operator.itemgetter(n)定义了一个用来获取对象第n个域数据的函数。

12. iteritems()

返回字典的一个迭代器。返回一个可以调用的对象(可以从操作对象中提取item）

13. sorted() 方法

对list或者iterable进行排列

sorted(iterable, cmp, key, reverse)

iterable指定要排序的list或者iterable，

cmp为函数，指定排序时进行比较的函数，可以指定一个函数或者lambda函数，

key为函数，指定取待排序元素的哪一个域进行排序，

reverse默认为false（升序排列），定义为True时将按降序排列。

与sort区别的是，sort会改变原来对象的顺序：

ndarray.sort(axis=-1, kind=‘quicksort‘, order=None)

axis：排序的维度，0表示按行，1表示按列

kind：排序的算法，提供了快排、混排、堆排：’quicksort’, ‘mergesort’, ‘heapsort’

order：排列的顺序