Python 如何创建向量或矩阵

在本文中，我们将向您展示如何在Python中创建向量或矩阵。

NumPy 是一个专为在Python中高效处理数组而设计的Python库。它快速，易学，并且存储效率高。在NumPy中，我们可以生成一个n维数组。

什么是向量

在Python中，向量是由组成的普通数字构建的。向量可以被视为一串数字的列表，向量代数即在列表中的数字上进行的运算。换句话说，向量就是 NumPy的1维数组 。

我们使用 np.array() 方法来创建一个向量。

语法

np.array(list)

参数

• list - 一个一维列表，可以是一行n列或n行一列。

返回值 - 返回向量(numpy.ndarray)

从给定列表创建水平向量

在这个方法中，我们使用 numpy.array() 函数从列表创建一个水平向量。

步骤

以下是执行所需任务的算法/步骤：

• 使用import关键字导入带有别名的 NumPy 模块。

• 创建一个变量来存储 水平 一维列表。

• 使用 numpy.array() 函数（返回一个ndarray。ndarray是满足给定需求的数组对象）通过将给定list_1作为参数传递给它创建一个向量vector_1，即作为 行 。

• 打印结果的水平向量。

下面的程序使用NumPy的array()函数从列表创建水平向量并返回它 –

示例

# importing numpy module with an alias name
import numpy as np

# creating a Horizontal 1-Dimensional list 
list_1 = [ 15, 20, 25, 'Hello', 'TutorialsPoint']

# creating a vector(numpy array) of the horizontal list 
# This is the horizontal vector
vector_1 = np.array(list_1)
print('Given List =',list_1)

# printing the resultant horizontal vector
print("The resultant horizontal vector:")
print(vector_1)

输出

在执行时，上述程序将生成以下输出：-

Given List = [15, 20, 25, 'Hello', 'TutorialsPoint']
The resultant horizontal vector:
['15' '20' '25' 'Hello' 'TutorialsPoint']

创建一个垂直向量

在这个方法中，我们使用numpy.array()函数创建一个垂直向量。

步骤

以下是执行所需任务的算法/步骤：

• 使用import关键字导入带有别名的NumPy模块。

• 将垂直列表作为参数传递给numpy.array()函数（返回一个ndarray。ndarray是一个满足给定要求的数组对象），并将此垂直向量存储在一个变量中。

• 打印结果垂直向量。

示例

以下程序使用NumPy array()函数创建垂直向量并返回结果：

# importing NumPy module with an alias name
import numpy as np

# Passing vertical list as an argument to array() function 
# creating a vertical vector(NumPy array) of the second list 
vector_2 = np.array([[5], [40], [20], ['Hello'], ['TutorialsPoint']])

# printing the resultant vertical vector
print("The resultant vertical vector:")
print(vector_2)

输出

执行上述程序后，将生成以下输出 –

The resultant vertical vector:
[['5']
 ['40']
 ['20']
 ['Hello']
 ['TutorialsPoint']]

使用numpy.mat()函数创建矩阵

在这个方法中，我们使用numpy.mat()函数来创建一个矩阵。

在Python中，mat()方法用于将一个数组转换为矩阵。

参数

mat()函数接受以下参数：

• data - 输入数据或类似数组的对象。

• dtype - 输出矩阵的数据类型。

返回值

mat()方法将输入解释为矩阵并返回它。

步骤

执行所需任务的算法/步骤如下：

• 使用import关键字导入NumPy模块，并使用别名。

• 将嵌套列表（列表的列表）作为参数传递给numpy.mat()函数（mat()方法用于将数组转换为矩阵），并将此矩阵存储在一个变量中。

• 打印结果矩阵。

示例

以下程序使用Numpy mat()函数创建矩阵并返回它：

# importing numpy module with an alias name
import numpy as np

# Creating a matrix using numpy.mat() function
inputMatrix = np.mat([[1, 2, 3],
   [4, 5, 6],
   [7, 8, 9]])
print("The created matrix is:")
print(inputMatrix)

输出

在执行后，上述程序将生成以下输出 –

The created matrix is:
[[1 2 3]
 [4 5 6]
 [7 8 9]]

使用numpy.matrix()函数创建矩阵

在这种方法中，我们使用 numpy.matrix() 函数来创建矩阵。

参数

numpy.matrix()函数接受以下参数：

• data - 输入的数据或类似数组的对象。

• dtype - 输出矩阵的数据类型。

返回值：

数据的矩阵表示

步骤

以下是执行所需任务的算法/步骤：

• 使用导入关键字导入带有别名的NumPy模块。

• 将嵌套列表（列表的列表）作为参数传递给numpy.matrix()函数（从数据字符串或类似数组的对象中，该类返回一个矩阵。生成的矩阵是一个特殊的2D数组），并将此矩阵存储在变量中。

• 打印结果矩阵。

示例

以下程序使用Numpy matrix()函数创建矩阵并返回它：

# importing numpy module with an alias name
import numpy as np

# Creating a matrix using numpy.matrix() function
inputMatrix = np.matrix([[5, 3, 9, 11],
   [4, 5, 6, 23],
   [7, 8, 9, 84]])

print("The created matrix is:")
print(inputMatrix)

输出

执行上述程序后，将生成以下输出：

The created matrix is:
[[ 5  3  9 11]
 [ 4  5  6 23]
 [ 7  8  9 84]]

结论

在本教程中，我们学习了两种不同的在Python中生成矩阵的方法，以及如何创建垂直和水平向量。