极客教程SymPy 矩阵
在数学中，矩阵是一个由数字、符号或表达式组成的二维数组。矩阵运算理论处理对矩阵对象进行算术运算，遵循特定规则。
线性变换是矩阵的重要应用之一。许多与物理相关的科学领域使用与矩阵相关的应用程序。
SymPy包具有处理矩阵的矩阵模块。它包括表示矩阵的Matrix类的对象。
注意：如果您想逐个执行本章节中的所有片段，您需要导入矩阵模块，如下所示−
示例
在Python shell中执行上述命令后，会生成以下输出−
[1 2 3 2 3 1]
矩阵是由适当大小的列表对象创建的。您还可以通过在指定的行数和列数中分布列表项来获得矩阵。
在Python shell中执行上述命令时，会生成以下输出内容：
[10 40 30 2 6 9]
Matrix是一个可变的对象。matrices模块还提供了ImmutableMatrix类来获取不可变的矩阵。
基本操作
Matrix对象的 shape 属性返回其大小。
上述代码的输出如下:
(2,3)
row() 和 col() 方法分别返回指定数字的行或列。
上述代码的输出如下：
[10 40 30]
上述代码的输出如下所示−
[40 6]
使用Python的切片操作符来获取属于行或列的一个或多个项目。
Matrix 类有 row_del() 和 col_del() 方法，用于从给定的矩阵中删除指定的行/列 −
在python shell中执行上述命令，将生成以下输出−
在python shell中执行上述命令，将生成以下输出−
您可以使用以下命令对输出应用样式：
在执行以上代码片段后，您会得到以下输出：
[10 30 2 9]
执行以上代码片段后，您将获得以下输出 −
[2 9]
类似地，row_insert() 和 col_insert() 方法会在指定的行或列索引处添加行或列。
在执行上述代码片段之后，您将获得以下输出−
[10 40 30 2 9]
执行上述代码片段后，您将获得以下输出 –
[10 40 30 6 9]
算术运算
一般的运算符+、-和*被定义为执行加法、减法和乘法运算。
在执行上面的代码片段后，您将获得以下输出— [5 7 9 9 7 5]
在执行上述代码片段后，您会得到以下输出：
[-3 -3 -3 -3 -3 -3]
仅当第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数时，矩阵乘法才成立。结果将具有与第一个矩阵相同的行数和与第二个矩阵相同的列数。
上述代码的输出如下：
[31 29 29 31]
执行代码后，得到以下输出−
[1 3 2 2 3 1]
要计算矩阵的行列式，使用det()方法。行列式是可以从方阵的元素计算出的标量值。0
上面代码的输出如下：−
**[10 20 30 5 8 12 9 6 15] **
以上代码的输出如下：
-120
矩阵构造器
SymPy提供了许多特殊类型的矩阵类。例如，单位矩阵、全零矩阵和全一矩阵等。这些类分别命名为eye、zeros和ones。单位矩阵是一个对角线上元素均设为1的方阵，其余元素为0。
示例
输出
以上代码的输出如下：
[1 0 0 0 1 0 0 0 1]
在 diag 矩阵中，对角线上的元素根据提供的参数进行初始化。
上述代码的输出如下：
[1 0 0 0 2 0 0 0 3]
零矩阵中的所有元素都被初始化为0。
以上代码的输出如下所示−
[0 0 0 0 0 0]
同样地，ones 是一个所有元素都设置为 1 的矩阵。
上面代码的输出如下：
[1 1 1 1 1 1]