Numpy中的矩阵乘法问题

最近参加的一个Program,主题是生物识别,其中的PCA/LDA特征值提取部分需要大量用到线性代数矩阵论的知识,但是稍不注意numpy中的乘法规则就很容易得到错误的结果,最终导致后续结果的崩盘,尤其是较大规模的矩阵,更是很难发现错误。

Numpy中的矩阵乘法分为两大情况,使用numpy.array和使用numpy.matrix. Numpy确实重载了*操作符,可以直接对array或者matrix对象进行乘法运算,但是在不同对象上,其意义是有区别的。

对于array对象

*(或者multiply)代表的是并不是矩阵的乘法规则,而是简单的数量积,即对应位置元素相乘后的积相加。

import numpy as np
a=np.array([[1,2],[3,4]])
b=np.array([[4,3],[2,1]])

运行结果如下:
《Numpy中的矩阵乘法问题》
如果在array对象上要进行严格的矩阵乘法,即矢量乘法,则必须使用.dot()或者.matmul()函数,两者是等效的,我们可以通过查阅官网文档得知。
numpy.dot
《Numpy中的矩阵乘法问题》
numpy.matmul
《Numpy中的矩阵乘法问题》
现在可以在IDLE上验证结果:
《Numpy中的矩阵乘法问题》
可以看到两者的运行结果一致,都是矩阵的矢量积结果。

对于matrix对象

对于matrix,情况就悄悄相反了。
* 表示的是矢量积,如果希望以数量积方式运行,则必须使用np.multiply函数。因为*重载矩阵运算规则只限于matrix对象。
在IDLE中重新验证:
《Numpy中的矩阵乘法问题》
结果已经非常清晰了。

总结一下:

  • 对于array对象,*np.multiply函数代表的是数量积,如果希望使用矩阵的乘法规则,则应该调用np.dotnp.matmul函数。
  • 对于matrix对象,*直接代表了原生的矩阵乘法,而如果特殊情况下需要使用数量积,则应该使用np.multiply函数。
    原文作者:大整数乘法问题
    原文地址: https://blog.csdn.net/cqk0100/article/details/76221749
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