python 怎么算矩阵每列的和

Python0144

python 怎么算矩阵每列的和,第1张

output = []

nrow = len(mat)

ncol = len(mat[0])

for i in range(ncol):

    output.append(sum([mat[x][i] for x in range(nrow)]))

print output

1.numpy的导入和使用

data1=mat(zeros((

)))

#创建一个3*3的零矩阵,矩阵这里zeros函数的参数是一个tuple类型(3,3)

data2=mat(ones((

)))

#创建一个2*4的1矩阵,默认是浮点型的数据,如果需要时int类型,可以使用dtype=int

data3=mat(random.rand(

))

#这里的random模块使用的是numpy中的random模块,random.rand(2,2)创建的是一个二维数组,需要将其转换成#matrix

data4=mat(random.randint(

10

,size=(

)))

#生成一个3*3的0-10之间的随机整数矩阵,如果需要指定下界则可以多加一个参数

data5=mat(random.randint(

,size=(

))

#产生一个2-8之间的随机整数矩阵

data6=mat(eye(

,dtype=

int

))

#产生一个2*2的对角矩阵

a1=[

]a2=mat(diag(a1))

#生成一个对角线为1、2、3的对角矩阵

因为在Mathematica中使用循环确实是低效的。。。。。。

深层次的原因涉及到Mathematica的底层实现所以我不太懂,但是至少从下面几个例子可以看出Mathematica里确实有很多比循环更好的方法

求和

首先举一个最简单的求和例子,求的值。为了测试运行时间取n=10^6

一个刚接触Mathematica的同学多半会这样写

sum = 0

For[i = 1, i <= 10^6, i++,

sum += Sin[N@i]]

(*其中N@i的作用是把整数i转化为浮点数,类似于C里的double*)

sum

为了便于计时用Module封装一下,运行时间是2.13秒,如下图

然后一个有一定Mathematica经验的同学多半会知道同样作为循环的Do速度比For快,于是他可能会这么写

然后一个有一定Mathematica经验的同学多半会知道同样作为循环的Do速度比For快,于是他可能会这么写

sum = 0

Do[sum += Sin[N@i], {i, 1, 10^6}]

sum

如下图,用时1.37秒,比For快了不少

当然了知道Do速度比For快的同学不太可能不知道Sum函数,所以上面其实是我口胡的,他应该会这么写

Sum[Sin[N@i], {i, 1, 10^6}]

如下图,同样的结果,只用了不到0.06秒

如果这位同学还知道Listable属性并且电脑内存不算太小的话,他也可能会这么写

Tr@Sin[N@Range[10^6]]

如下图,只用了不到0.02秒,速度超过For循环的100倍

当然了这只是一个最简单的例子,而且如果数据量更大的话最后一种方法就不能用了。但是这也足以说明在求和时用循环是低效的,无论是内置的Sum函数还是向量化运算,在效率上都远远高于循环

(这部分模仿了不同程序员如何编写阶乘函数这篇文章,强烈推荐对Mathematica有兴趣的同学去看看)

迭代

接下来举一个迭代的例子,(即Logistic map),取,为了测试运行时间同样取n=10^6

还是先用For循环的做法

x = 0.5

For[i = 1, i <= 10^6, i++,

x = 3.5 x (1 - x)

]

x

如下图,运行时间2.06秒

(Do循环和For类似,篇幅所限这里就不写了,有兴趣的同学可以自行尝试)

(Do循环和For类似,篇幅所限这里就不写了,有兴趣的同学可以自行尝试)

然后看看内置的Nest函数

Nest[3.5 # (1 - #) &, 0.5, 10^6]

如下图,用时0.02秒,又是将近两个数量级的效率差异

当然了Nest的使用涉及到纯函数,对于Mathematica初学者来说可能有些难以理解,而且一些比较复杂的迭代不太容易写成Nest的形式,但是在迭代时Nest(还包括Fold)的效率确实要好于循环

当然了Nest的使用涉及到纯函数,对于Mathematica初学者来说可能有些难以理解,而且一些比较复杂的迭代不太容易写成Nest的形式,但是在迭代时Nest(还包括Fold)的效率确实要好于循环

遍历列表

依然举一个简单的例子:求一个列表中偶数的个数。为测试生成10^6个1到10之间的随机整数

list = RandomInteger[{1, 10}, 10^6]

(*生成10^6个随机整数*)

如果用For循环的话代码是这样的

num = 0;