如何在Python中创建向量或矩阵？

在本文中，我们将向您展示如何在Python中创建向量或矩阵。

NumPy 是一个专为在Python中高效处理数组而设计的Python库。它快速、易于学习，存储效率高。在NumPy中，我们可以生成一个n维数组。

什么是向量？

在Python中，向量由组件构成，这些组件是普通的数字。向量可以被认为是一个数字列表，向量代数是对列表中的数字进行的操作。换句话说，一个向量就是 numpy 1-D array 。

我们使用 np.array() 方法来创建一个向量。

语法

np.array(list)

参数

• list – 一个1-D列表，可以有一行和n列或n行和一列。

返回值 – 返回向量(numpy.ndarray)

从给定列表中创建一个水平向量

在这种方法中，我们使用 numpy.array() 函数从列表中创建一个水平向量。

算法(步骤)

按照以下算法/步骤执行所需的任务 –

• 使用import关键字导入带有别名名称的 NumPy 模块。

• 创建一个变量来存储 水平 1-Dimensional列表。

• 使用 numpy.array() 函数(返回一个ndarray。ndarray是一个满足给定要求的数组对象)通过传递给定的list_1作为参数来创建一个向量vector_1，即行。

• 打印出产生的水平向量。

下面的程序使用NumPy数组()函数从列表中创建水平向量，并返回它 –

例子

# 使用别名名称导入NumPy模块
import numpy as np

# 创建一个水平1维列表
list_1 = [ 15, 20, 25, 'Hello', 'TutorialsPoint']

# 从水平列表创建向量(numpy数组)
#这是水平向量
vector_1 = np.array(list_1)
print('给定列表 =',list_1)

# 打印结果产生的水平向量
print("产生的水平向量:")
print(vector_1)

输出

在执行时，上述程序将生成以下输出 –

给定列表 = [15, 20, 25, 'Hello', 'TutorialsPoint']
产生的水平向量：['15' '20' '25' 'Hello' 'TutorialsPoint']

创建一个垂直向量

在这个方法中，我们使用numpy.array()函数创建一个垂直向量。

算法(步骤)

按照以下算法/步骤执行所需的任务 –

• 使用import关键字导入带有别名名称的 NumPy 模块。

• 将垂直列表作为参数传递给 numpy.array() 函数(返回一个ndarray。ndarray是一个满足给定要求的数组对象)并将此垂直向量存储在一个变量中。

• 打印出产生的垂直向量。

例子

以下程序使用NumPy array()函数创建垂直向量并返回它−

# 导入别名为np的NumPy模块
import numpy as np

# 将垂直列表作为参数传递给array()函数
# 创建第二个列表的垂直向量（NumPy数组）
vector_2 = np.array([[5], [40], [20], ['Hello'], ['TutorialsPoint']])

# 打印结果向量
print("结果向量:")
print(vector_2)

输出

在执行上述程序时，将生成以下输出−

结果向量:
[['5']
 ['40']
 ['20']
 ['Hello']
 ['TutorialsPoint']]

使用numpy.mat()函数创建矩阵

使用此方法，我们使用 numpy.mat() 函数创建矩阵。

在Python中，mat()方法用于将数组转换为矩阵。

参数

mat()函数接受以下参数−

• data − 这是输入数据或类似数组的对象。

• dtype − 这代表输出矩阵的数据类型。

返回值

mat()方法将输入解释为矩阵并返回它。

算法（步骤）

执行所需任务的算法/步骤如下−

• 使用import关键字导入别名为 Numpy 的模块。

• 将嵌套列表（列表的列表）作为参数传递给 numpy.mat() 函数（mat()方法用于将数组转换为矩阵），并将此矩阵存储在一个变量中。

• 打印结果矩阵。

示例

以下程序使用Numpy mat()函数创建矩阵并返回它−

# 导入别名为np的numpy模块
import numpy as np

# 使用numpy.mat()函数创建矩阵
inputMatrix = np.mat([[1, 2, 3],
   [4, 5, 6],
   [7, 8, 9])
print("创建的矩阵是:")
print(inputMatrix)

输出

在执行上述程序时，将生成以下输出−

创建的矩阵是:
[[1 2 3]
 [4 5 6]
 [7 8 9]]

使用numpy.matrix()函数创建矩阵

使用此方法，我们使用 numpy.matrix() 函数创建矩阵。

参数

numpy.matrix()函数接受以下参数−

• data − 这是输入数据或类似数组的对象。

• dtype − 这代表输出矩阵的数据类型。

返回值

数据的矩阵表示

算法(步骤)

以下是执行所需任务的算法/步骤：

• 使用import关键字导入带有别名的 NumPy 模块。

• 将嵌套列表（列表的列表）作为参数传递给numpy.matrix()函数（从数据字符串或类似数组的对象，此类返回矩阵。生成的矩阵是专业的2D数组），将此矩阵存储在一个变量中。

• 打印生成的矩阵。

例子

以下程序使用Numpy matrix()函数创建矩阵并返回它−

# 导入名为np的numpy模块
import numpy as np

# 使用numpy.matrix()函数创建矩阵
inputMatrix = np.matrix([[5, 3, 9, 11],
   [4, 5, 6, 23],
   [7, 8, 9, 84]])

print("生成的矩阵如下:")
print(inputMatrix)

输出

执行以上程序将会产生如下输出−

生成的矩阵如下:
[[ 5  3  9 11]
 [ 4  5  6 23]
 [ 7  8  9 84]]

结论

在本教程中，我们学习了在Python中生成矩阵的两种不同方法，以及如何创建垂直和水平向量。