NumPy中Matrix与Array的加减乘运算区别详解

林舟
林舟
发布时间:2026-10-13| 5人浏览过
原创

本文详细解析NumPy中matrix与array在加减乘运算上的核心差异。Array的乘加为对应元素操作,而Matrix的乘法默认为矩阵点积。文章通过代码示例展示了混用时的处理技巧,如使用np.dot进行点乘、np.multiply进行元素相乘,帮助开发者避免常见错误。

1. 针对数组(array)类型

乘法操作

执行的是对应位置元素的逐位相乘:

X1 = np.array([[1,2], [3, 4]])
X2 = X1
print X2*X1
[[ 1 4]
 [ 9 16]]

加法操作

执行的是对应位置元素的逐位相加:

X1 = np.array([[1,2], [3, 4]])
X2 = X1
print X2+X1
[[2 4]
 [6 8]]

2. 针对矩阵(matrix)类型

乘法操作

默认执行矩阵的点积运算:

X1 = np.matrix([[1,2], [3, 4]])
X2 = X1
print X2*X1
[[ 7 10]
 [15 22]]

加法操作

存在两种情形。第一种是当X1与X2形状一致时,执行普通的矩阵相加,即对应位置元素相加:

X1 = np.matrix([[1,2], [3, 4]])
X2 = X1
print X2+X1
[[2 4]
 [6 8]]

第二种情形是当X1为n×1维度而X2为m×1维度(或反之)时,结果将生成一个n×m维度的矩阵:

X1 = np.matrix([[1,2,3]])
X2 = np.matrix([[1,2,3,4]]).T
print X2+X1
[[2 3 4]
 [3 4 5]
 [4 5 6]
 [5 6 7]]

3. 混合使用情形

在NumPy中,matrix与array的运算符存在混用情况,程序虽能执行通过,但这种做法并不推荐,建议严格遵循上述原则进行使用。

若需对二维array执行矩阵点乘运算,可调用np.dot(X1, X2)。

若需对matrix执行对应位置的元素相乘,可调用np.multiply(X2, X1)。

以上关于NumPy中matrix与array加减乘运算的实例解析即为全部内容,希望能对读者有所帮助,也欢迎大家继续支持本站。

相关标签:

免责声明:本文内容仅供参考,不代表本站观点。转载或引用请注明出处。

Python 相关产品和应用

全部下载
Selenium

Selenium

4.51.0 · Windows

用于浏览器自动化和 Web 测试的 Python 工具。

scikit-learn

scikit-learn

1.9.1 · Windows

常用 Python 机器学习算法与模型评估工具库。

Black

Black

26.10.1 · Windows

强调一致性的 Python 自动代码格式化工具。

Ruff

Ruff

0.17.1 · macOS

由 Rust 编写的高速 Python 代码检查和格式化工具。

pytest

pytest

9.1.1 · Windows

简洁而强大的 Python 自动化测试框架。

FastAPI

FastAPI

0.146.0 · Windows

高性能 Python API 框架,支持类型提示和自动接口文档。

Flask

Flask

3.1.3 · Windows

轻量灵活的 Python Web 应用框架。

Django

Django

6.1.2 · Windows

成熟的 Python Web 框架,适合构建内容站点和业务系统。

Spyder

Spyder

6.1.7 · Windows

面向科学计算与数据分析的 Python 集成开发环境。

SciPy

SciPy

1.18.1 · Windows

面向科学、工程和技术计算的 Python 算法库。