在 MATLAB 中,*
和 .*
都是用来进行乘法操作的运算符,但它们有不同的应用场景。我们将从数学和编程的角度详细解析这两者的区别,并且讲解 MATLAB 中 .
运算符的其他常见用法。
1. *
和 .*
的区别
*
:矩阵乘法(线性代数运算)
在 MATLAB 中,*
用于执行矩阵乘法。这个操作遵循线性代数中的矩阵乘法规则,即两个矩阵的元素按照一定的规则进行加权相加。
A = [1, 2; 3, 4];
B = [5, 6; 7, 8];
C = A * B;
此时,A
和 B
都是 2×2 的矩阵,因此可以进行矩阵乘法运算,结果 C
也是 2×2的矩阵:
C =
19 22
43 50
.*
:元素逐个相乘(Hadamard乘积)
.*
是 MATLAB 中的 逐元素乘法运算符,也叫做 Hadamard 乘积。它用于两个矩阵或向量的逐元素相乘,而不是像矩阵乘法那样计算内积。
- 条件:
.*
只能用于两个维度相同的矩阵或向量(即它们的行数和列数必须相同),并且运算是逐元素进行的。
何时使用 *
或 .*
-
矩阵乘法 (
*
):当你需要执行矩阵乘法时,必须使用*
。这通常用于线性代数中的矩阵运算,如解决线性方程组、计算向量变换等。 -
逐元素乘法 (
.*
):当你需要对两个矩阵或向量的对应元素进行乘法时,应使用.*
。这种操作在许多科学计算中都非常常见,尤其是在图像处理、信号处理等领域。
MATLAB 中的常见易错编程
-
混淆
*
和.*
由于*
和.*
看起来相似,且运算结果有时会令人迷惑,因此容易出现混淆。如果你不小心将*
用于逐元素操作,MATLAB 会报错。例如:
A = [1, 2, 3];
B = [4, 5, 6];
C = A * B; % 错误:矩阵维度不匹配
这种错误可以通过使用 .*
来修复:
C = A .* B; % 正确:逐元素乘法
维度不匹配 进行矩阵乘法时,必须确保矩阵的维度匹配。如果 A
是一个 2×3矩阵,而 B
是一个 3×2矩阵,才能进行矩阵乘法。如果维度不匹配,MATLAB 会报错:
A = [1, 2, 3; 4, 5, 6];
B = [7, 8; 9, 10];
C = A * B; % 错误:矩阵维度不匹配