Python中常见的矩阵乘法操作

news2024/11/5 20:34:36

在Python中,特别是在使用NumPy或类似库(如SciPy、TensorFlow、PyTorch)进行矩阵和数组操作时,不同的操作符具有特定的含义和用途。以下是对 @*、和点操作(即点积)的详细解释:

@ 操作符(矩阵乘法)

  • 用于矩阵乘法。
  • 对应NumPy中的 numpy.matmul() 函数或 numpy.dot() 函数(对于二维数组)。
     

* 操作符(元素乘法)

  • 用于数组的元素逐个相乘(也称为Hadamard积)。
  • 对应NumPy中的广播机制,对形状相同的数组进行逐元素乘法。
     

点操作(点积/内积)

  • 点积通常用于向量,但在NumPy中可以通过 numpy.dot() 函数实现,对于一维数组(向量),它就是点积。
  • 对于二维数组(矩阵),numpy.dot() 执行的是矩阵乘法,和 @ 操作符等价。
  • 例子(向量点积):
    import numpy as np  
    
    a = np.array([1, 2])  
    b = np.array([3, 4])  
    c = np.dot(a, b)  
    # c 结果为 11 (即 1*3 + 2*4)

  • 例子(矩阵乘法,与 @ 等价):

    import numpy as np  
    
    A = np.array([[1, 2], [3, 4]])  
    B = np.array([[5, 6], [7, 8]])  
    C = np.dot(A, B)  
    # C 结果为:  
    # [[19 22]  
    #  [43 50]]

总结

  • @:用于矩阵乘法。
  • *:用于数组的元素逐个相乘。
  • 点操作(numpy.dot()
    • 对于一维数组,执行点积(内积)。
    • 对于二维数组(矩阵),执行矩阵乘法,和 @ 等价。

这些操作符和函数在数组和矩阵计算中非常常用,选择合适的操作符可以大大提高代码的简洁性和可读性。

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