numpy matmul 用法及代码示例

用法:
numpy.matmul(x1, x2, /, out=None, *, casting='same_kind', order='K', dtype=None, subok=True[, signature, extobj]) = <ufunc 'matmul'>
两个数组的矩阵乘积。

描述
参数 x1, x2: : array_like

输入数组,标量不允许。
out: : ndarray, 可选参数

结果存储的位置。如果提供,则其形状必须与签名(n,k),(k,m)->(n,m)相匹配。如果未提供或没有,则返回一个新分配的数组。
**kwargs:

有关其他仅关键字的参数,请参见ufunc文档。

1.16版的新功能:现在可以处理ufunc kwargs

返回值 y: : ndarray

输入的矩阵乘积。仅当x1,x2均为1-d向量时,这才是标量。

异常: ValueError:

如果a的最后一个尺寸与b的second-to-last尺寸不同。
如果传入标量值。

注意:

行为通过以下方式取决于参数。

  • 如果两个参数都是二维的,它们将像常规矩阵一样相乘。
  • 如果任何一个参数是N-D,N> 2,则将其视为驻留在最后两个索引中的矩阵堆栈,并进行相应广播。
  • 如果第一个参数是1-D,则通过在其尺寸前面加1来将其提升为矩阵。矩阵相乘后,除去前面的1。
  • 如果第二个参数是1-D,则通过在其尺寸后附加1来将其提升为矩阵。矩阵相乘后,将附加的1删除。

matmul不同于dot有两种重要方式:

  • 不允许乘标量,使用\*代替。

  • 将矩阵堆栈一起广播,就好像矩阵是元素一样,同时尊重签名(n,k),(k,m)->(n,m)

    >>> a = np.ones([9, 5, 7, 4])
    >>> c = np.ones([9, 5, 4, 3])
    >>> np.dot(a, c).shape
    (9, 5, 7, 9, 5, 3)
    >>> np.matmul(a, c).shape
    (9, 5, 7, 3)
    >>> # n is 7, k is 4, m is 3
    

matmul函数实现PEP465之后在Python 3.5中引入的@运算符的语义。

例子:

对于二维数组,它是矩阵乘积:

>>> a = np.array([[1, 0],
...               [0, 1]])
>>> b = np.array([[4, 1],
...               [2, 2]])
>>> np.matmul(a, b)
array([[4, 1],
       [2, 2]])

对于2D与1D混合,结果是通常的。

>>> a = np.array([[1, 0],
...               [0, 1]])
>>> b = np.array([1, 2])
>>> np.matmul(a, b)
array([1, 2])
>>> np.matmul(b, a)
array([1, 2])

广播是阵列堆栈的常规方法

>>> a = np.arange(2 * 2 * 4).reshape((2, 2, 4))
>>> b = np.arange(2 * 2 * 4).reshape((2, 4, 2))
>>> np.matmul(a,b).shape
(2, 2, 2)
>>> np.matmul(a, b)[0, 1, 1]
98
>>> sum(a[0, 1, :] * b[0 , :, 1])
98

向量,向量返回标量内积,但两个参数都不为complex-conjugated:

>>> np.matmul([2j, 3j], [2j, 3j])
(-13+0j)

标量乘法会引发错误。

>>> np.matmul([1,2], 3)
Traceback (most recent call last):
...
ValueError:matmul:Input operand 1 does not have enough dimensions ...

1.10.0版中的新功能。

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