NumPy矩阵乘法

1年前 (2024-04-27)
矩阵乘法是将两个矩阵作为输入值,并将 A 矩阵的行与 B 矩阵的列对应位置相乘再相加,从而生成一个新矩阵,如下图所示:

注意:必须确保个矩阵中的行数等于第二个矩阵中的列数,否则不能进行矩阵乘法运算。


矩阵乘法

图1:矩阵乘法


矩阵乘法运算被称为向量化操作,向量化的主要目的是减少使用的 for 循环次数或者根本不使用。这样做的目的是为了加速程序的计算。

下面介绍 NumPy 提供的三种矩阵乘法,从而进一步加深对矩阵乘法的理解。

逐元素矩阵乘法

multiple() 函数用于两个矩阵的逐元素乘法,示例如下:

import numpy as np

array1=np.array([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]],ndmin=3)

array2=np.array([[9,8,7],[6,5,4],[3,2,1]],ndmin=3)

result=np.multiply(array1,array2)

result

输出结果:

array([[[ 9, 16, 21],

[24, 25, 24],

[21, 16, 9]]])

矩阵乘积运算

matmul() 用于计算两个数组的矩阵乘积。示例如下:

import numpy as np

array1=np.array([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]],ndmin=3)

array2=np.array([[9,8,7],[6,5,4],[3,2,1]],ndmin=3)

result=np.matmul(array1,array2)

print(result)

输出结果:

数组([[[

[30,24,18],

[84,69,54 ],[138,114,90]]])

矩阵点积

dot() 函数用于计算两个矩阵的点积。如下所示:

示例如下:

import numpy as np

array1=np.array([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]],ndmin=3)

array2=np.array([[9,8,7],[6,5,4],[3,2,1]],ndmin=3)

result=np.dot(array1,array2)

print(result)

输出结果:

array([[[[ 30, 24, 18]],

[[ 84, 69, 54]],

[[138, 114, 90]]]])