numpy 數組、矩陣乘法運算

爲了區分三種乘法運算的規則,具體分析如下:

import numpy as np

1. np.multiply()函數

函數作用

數組和矩陣對應位置相乘,輸出與相乘數組/矩陣的大小一致

1.1數組場景

A = np.arange(1,5).reshape(2,2)
A
array([[1, 2],
       [3, 4]])
B = np.arange(0,4).reshape(2,2)
B
array([[0, 1],
       [2, 3]])
np.multiply(A,B)       #數組對應元素位置相乘
array([[ 0,  2],
       [ 6, 12]])

1.2 矩陣場景

np.multiply(np.mat(A),np.mat(B))     #矩陣對應元素位置相乘,利用np.mat()將數組轉換爲矩陣
matrix([[ 0,  2],
        [ 6, 12]])
np.sum(np.multiply(np.mat(A),np.mat(B)))    #輸出爲標量
20

2. np.dot()函數

函數作用

對於秩爲1的數組,執行對應位置相乘,然後再相加;

對於秩不爲1的二維數組,執行矩陣乘法運算;超過二維的可以參考numpy庫介紹。

2.1 數組場景

2.1.1 數組秩不爲1的場景

A = np.arange(1,5).reshape(2,2)
A
array([[1, 2],
       [3, 4]])
B = np.arange(0,4).reshape(2,2)
B
array([[0, 1],
       [2, 3]])
np.dot(A,B)    #對數組執行矩陣相乘運算
array([[ 4,  7],
       [ 8, 15]])

2.1.2 數組秩爲1的場景

C = np.arange(1,4)
C
array([1, 2, 3])
D = np.arange(0,3)
D
array([0, 1, 2])
np.dot(C,D)   #對應位置相乘,再求和
8

2.2 矩陣場景

np.dot(np.mat(A),np.mat(B))   #執行矩陣乘法運算
matrix([[ 4,  7],
        [ 8, 15]])

3. 星號(*)乘法運算

作用

對數組執行對應位置相乘

對矩陣執行矩陣乘法運算

3.1 數組場景

A = np.arange(1,5).reshape(2,2)
A
array([[1, 2],
       [3, 4]])
B = np.arange(0,4).reshape(2,2)
B
array([[0, 1],
       [2, 3]])
A*B  #對應位置點乘
array([[ 0,  2],
       [ 6, 12]])

3.2矩陣場景

(np.mat(A))*(np.mat(B))  #執行矩陣運算
matrix([[ 4,  7],
        [ 8, 15]])

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