Python Pymatrix用法及代碼示例

Pymatrix 是一個輕量級矩陣庫，支持基本的線性代數運算。矩陣中的元素應該是數字類型以支持基本代數運算 - int、float、有理數、複數。

實例化矩陣

1. 使用矩陣構造函數
   可以使用 pymatrix 庫中 Matrix 類的構造函數來初始化矩陣。
   

用法：Matrix(rows, cols, fill=val(optional))
參數: 
rows - specify number of rows 
cols - specify number of columns 
fill - initialise all the elements with this value. It is an optional argument, the default fill is 0. 
 

1. Example:
   

import pymatrix
m = pymatrix.Matrix(2, 3, fill = '2')
print(m)

1. Output:
   

2 2 2
2 2 2

2. 使用列表列表
   我們可以使用 from_list() 方法將列表列表轉換為矩陣，其中每個列表都被視為一行。例子-
   

import pymatrix
list = [[1, 2, 3], [6, 4, 7], [3, 9, 1]]
m = pymatrix.Matrix.from_list(list)
print(m)

1. Output:
   

1 2 3
6 4 7
3 9 1

2. 使用字符串
   我們可以使用from_string()方法將字符串轉換為矩陣對象。該字符串用三引號括起來，每一行都被視為一行。例子
   

import pymatrix
string = '''1 2 3
       6 4 7
       3 9 1'''
m = pymatrix.Matrix.from_string(string)
print(m)

1. Output:
   

1 2 3
6 4 7
3 9 1

矩陣法

以下是 pymatrix 庫中提供的一些方法：

• 身份(n) -創建給定大小的單位矩陣。這將返回 Matrix 類的對象。
• is_square() -檢查給定矩陣是否為方陣。這將返回一個布爾值。
• is_invertible() -檢查給定矩陣是否可逆。這將返回一個布爾值。
• inv() -如果存在則返回逆矩陣，否則引發MatrixError異常。
• det() -如果是方陣，則返回行列式矩陣，否則引發 MatrixError(‘非方陣沒有行列式’) 異常。
• rank() -返回矩陣的秩，rank為整數類型。
• trans() -返回矩陣的轉置。
• adjoint() -返回伴隨矩陣。

例子：

# Python program for Matrix methods
from pymatrix import Matrix
# identity matrix of size 2
identity_matrix = Matrix.identity(2)
print('\nIdentity matrix :')
print(identity_matrix)
m = Matrix.from_list([[1,2,1],[2,1,1],[1,1,1]])
print('\nIs a square matrix :')
print(m.is_square())
print('\nIs an invertible matrix :')
print(m.is_invertible())
print('\nInverse :')
print(m.inv())
print('\nDeterminant :')
print(m.det())
print('\nRank :')
print(m.rank())
print('\nTranspose :')
print(m.trans())
print('\nAdjoint :')
print(m.adjoint())

輸出：

Identity matrix :
1 0
0 1

Is a square matrix :
True

Is an invertible matrix :
True

Inverse :
 0.0  1.0 -1.0
 1.0  0.0 -1.0
-1.0 -1.0  3.0

Determinant :
-1.0

Rank :
3

Transpose :
1 2 1
2 1 1
1 1 1

Adjoint :
 0.0 -1.0  1.0
-1.0  0.0  1.0
 1.0  1.0 -3.0