Multiplikation af to matricer i enkelt linje ved hjælp af Numpy i Python

Matrixmultiplikation er en operation, der tager to matricer som input og producerer en enkelt matrix ved at multiplicere rækker af den første matrix til kolonnen i den anden matrix. I matrixmultiplikation skal du sørge for, at antallet af kolonner i den første matrix skal være lig med antallet af rækker i den anden matrix.

Eksempel: Multiplikation af to matricer med hinanden i størrelsen 3×3.

Input:matrix1 = ([1, 2, 3], [3, 4, 5], [7, 6, 4]) matrix2 = ([5, 2, 6], [5, 6, 7], [7, 6, 4]) Output : [[36 32 32] [70 60 66] [93 74 100]] 

Metoder til at multiplicere to matricer i python

1. Brug af eksplicit til loops: Dette er en simpel teknik til at multiplicere matricer, men en af ​​de dyre metoder til større inputdatasæt. I denne bruger vi indlejrede til sløjfer for at gentage hver række og hver kolonne.

Hvis matrix1 er en n x m matrix og matrix2 er en m x l matrix.

Implementering:

Python3




# input two matrices of size n x m> matrix1> => [[> 12> ,> 7> ,> 3> ],> > [> 4> ,> 5> ,> 6> ],> > [> 7> ,> 8> ,> 9> ]]> matrix2> => [[> 5> ,> 8> ,> 1> ],> > [> 6> ,> 7> ,> 3> ],> > [> 4> ,> 5> ,> 9> ]]> res> => [[> 0> for> x> in> range> (> 3> )]> for> y> in> range> (> 3> )]> # explicit for loops> for> i> in> range> (> len> (matrix1)):> > for> j> in> range> (> len> (matrix2[> 0> ])):> > for> k> in> range> (> len> (matrix2)):> > # resulted matrix> > res[i][j]> +> => matrix1[i][k]> *> matrix2[k][j]> print> (res)>

Produktion

[[114, 160, 60], [74, 97, 73], [119, 157, 112]] 

I dette program har vi brugt nestet for loops til beregning af resultat, som vil iterere gennem hver række og kolonne i matricerne, til sidst vil det akkumulere summen af ​​produktet i resultatet.

2. Brug af Numpy: Multiplikation ved hjælp af Numpy kender også som vektorisering, som hovedformålet er at reducere eller fjerne den eksplicitte brug af for loops i programmet, hvorved beregningen bliver hurtigere.
Numpy er en indbygget pakke i python til array-behandling og manipulation. Til større matrixoperationer bruger vi numpy python-pakke, som er 1000 gange hurtigere end iterativ én metode.
For detaljer om Numpy besøg venligst Link

Implementering:

Python3




# We need install numpy in order to import it> import> numpy as np> # input two matrices> mat1> => ([> 1> ,> 6> ,> 5> ],[> 3> ,> 4> ,> 8> ],[> 2> ,> 12> ,> 3> ])> mat2> => ([> 3> ,> 4> ,> 6> ],[> 5> ,> 6> ,> 7> ],[> 6> ,> 56> ,> 7> ])> # This will return dot product> res> => np.dot(mat1,mat2)> # print resulted matrix> print> (res)>

Produktion:

[[ 63 320 83] [ 77 484 102] [ 84 248 117]] 

Ved brug af nusset

Python3




# same result will be obtained when we use @ operator> # as shown below(only in python>3.5)> import> numpy as np> # input two matrices> mat1> => ([> 1> ,> 6> ,> 5> ],[> 3> ,> 4> ,> 8> ],[> 2> ,> 12> ,> 3> ])> mat2> => ([> 3> ,> 4> ,> 6> ],[> 5> ,> 6> ,> 7> ],[> 6> ,> 56> ,> 7> ])> # This will return matrix product of two array> res> => mat1 @ mat2> # print resulted matrix> print> (res)>

Produktion:

[[ 63 320 83] [ 77 484 102] [ 84 248 117]] 

I ovenstående eksempel har vi brugt prikprodukt og i matematik er prikproduktet en algebraisk operation, der tager to lige store vektorer og returnerer et enkelt tal. Resultatet beregnes ved at gange de tilsvarende poster og lægge disse produkter sammen.