numpy中的共轭转置运算符“.H”

Posted 2023-02-23

【中文标题】numpy中的共轭转置运算符“.H”

【英文标题】：Conjugate transpose operator ".H" in numpy

【发布时间】：2015-01-11 23:45:59

【问题描述】：

在 numpy 中使用.T 属性来获取ndarray 的转置版本非常方便。但是，没有类似的方法来获得共轭转置。 Numpy 的矩阵类有.H 运算符，但没有ndarray。因为我喜欢可读的代码，而且因为我懒得总是写.conj().T，所以我希望.H 属性始终可供我使用。如何添加此功能？是否可以添加它，以便每次导入numpy时都可以无脑使用？

（关于.I 逆运算符的类似问题。）

【参考方案1】：

您可以将ndarray 对象子类化，例如：

from numpy import ndarray

class myarray(ndarray):    
    @property
    def H(self):
        return self.conj().T

这样：

a = np.random.rand(3, 3).view(myarray)
a.H

会给你想要的行为。

【讨论】：

谢谢，但我希望有一个猴子补丁类型的解决方案，我仍然可以在任何地方使用 ndarray，例如A = np.random.randn(3,3) + 1j*np.random.randn(3,3); B = A.H.dot(A)

@benpro 我明白了...但是this would be trickier

【参考方案2】：

一般来说，这个问题的难点在于 Numpy 是一个 C 扩展，不能猴子补丁......或者可以吗？ forbiddenfruit 模块允许这样做，虽然感觉有点像玩刀。

这就是我所做的：

安装非常简单的forbiddenfruit包

确定用户自定义目录：

import site
print site.getusersitepackages()

在该目录中，编辑 usercustomize.py 以包含以下内容：

from forbiddenfruit import curse
from numpy import ndarray
from numpy.linalg import inv
curse(ndarray,'H',property(fget=lambda A: A.conj().T))
curse(ndarray,'I',property(fget=lambda A: inv(A)))

测试一下：

python -c python -c "import numpy as np; A = np.array([[1,1j]]);  print A; print A.H"

结果：

[[ 1.+0.j  0.+1.j]]
[[ 1.-0.j]
 [ 0.-1.j]]

【参考方案3】：

使用 arr.conj().T

这是一个例子

ZeroKet = np.array([[1j], [-2j]])
ZeroBra = Zero.conj().T