线性代数(numpy.linalg
)
NumPy线性代数函数依赖于BLAS和LAPACK来提供标准线性代数算法的高效低级实现。
这些库可以由NumPy本身使用其参考实现子集的C版本提供,
但如果可能,最好是利用专用处理器功能的高度优化的库。
这样的库的例子是OpenBLAS、MKL(TM)和ATLAS。因为这些库是多线程和处理器相关的,
所以可能需要环境变量和外部包(如threadpoolctl)来控制线程数量或指定处理器体系结构。
矩阵和向量积
方法 |
描述 |
dot(a, b[, out]) |
两个数组的点积。 |
linalg.multi_dot(arrays) |
在单个函数调用中计算两个或更多数组的点积,同时自动选择最快的求值顺序。 |
vdot(a, b) |
返回两个向量的点积。 |
inner(a, b) |
两个数组的内积。 |
outer(a, b[, out]) |
计算两个向量的外积。 |
matmul(x1, x2, /[, out, casting, order, …]) |
两个数组的矩阵乘积。 |
tensordot(a, b[, axes]) |
沿指定轴计算张量点积。 |
einsum(subscripts, *operands[, out, dtype, …]) |
计算操作数上的爱因斯坦求和约定。 |
einsum_path(subscripts, *operands[, optimize]) |
通过考虑中间数组的创建,计算einsum表达式的最低成本压缩顺序。 |
linalg.matrix_power(a, n) |
将方阵提升为(整数)n次方。 |
kron(a, b) |
两个数组的Kronecker乘积。 |
分解
矩阵特征值
范数和其他数字
方法 |
描述 |
linalg.norm(x[, ord, axis, keepdims]) |
矩阵或向量范数。 |
linalg.cond(x[, p]) |
计算矩阵的条件数。 |
linalg.det(a) |
计算数组的行列式。 |
linalg.matrix_rank(M[, tol, hermitian]) |
使用SVD方法返回数组的矩阵的rank |
linalg.slogdet(a) |
计算数组行列式的符号和(自然)对数。 |
trace(a[, offset, axis1, axis2, dtype, out]) |
返回数组对角线的和。 |
解方程和逆矩阵
例外
一次在多个矩阵上的线性代数
1.8.0版中的新功能
上面列出的几个线性代数例程能够一次计算几个矩阵的结果,如果它们堆叠在同一数组中的话。
这在文档中通过输入参数规范(如 a : (..., M, M) array_like
)表示。
这意味着,例如,如果给定输入数组 a.shape == (N, M, M)
,则将其解释为N个矩阵的“堆栈”,
每个矩阵的大小为M×M。类似的规范也适用于返回值,
例如行列式 det : (...)
。并且在这种情况下将返回形状 det(a).shape == (N,)
的数组。
这推广到对高维数组的线性代数操作:多维数组的最后1或2维被解释为向量或矩阵,视每个操作而定。