Násobenie dvoch matíc v jednom riadku pomocou Numpy v Pythone

Násobenie matice je operácia, ktorá berie ako vstup dve matice a vytvára jednu maticu vynásobením riadkov prvej matice do stĺpca druhej matice. Pri násobení matice sa uistite, že počet stĺpcov prvej matice by sa mal rovnať počtu riadkov druhej matice.

Príklad: Násobenie dvoch matíc navzájom o veľkosti 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]] 

Metódy na násobenie dvoch matíc v pythone

1. Použitie explicitných cyklov for: Toto je jednoduchá technika na násobenie matíc, ale jedna z drahých metód pre väčší súbor vstupných údajov. V tomto prípade používame vnorené pre slučky na iteráciu každého riadku a každého stĺpca.

Ak matica1 je a n x m matica a matica2 je a m x l matice.

Implementácia:

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)>

Výkon

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

V tomto programe sme na výpočet výsledku použili vnorené cykly for, ktoré budú iterovať cez každý riadok a stĺpec matíc, nakoniec nahromadí súčet súčinu vo výsledku.

2. Použitie Numpy: Násobenie pomocou Numpy je tiež známe ako vektorizácia, ktorej hlavným cieľom je znížiť alebo odstrániť explicitné použitie cyklov for v programe, čím sa výpočet zrýchli.
Numpy je zostavený balík v pythone na spracovanie poľa a manipuláciu. Pre väčšie maticové operácie používame balík numpy python, ktorý je 1000-krát rýchlejší ako iteratívna jedna metóda.
Podrobnosti o Numpy nájdete na Odkaz

Implementácia:

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)>

Výkon:

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

Použitím nemotorný

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)>

Výkon:

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

Vo vyššie uvedenom príklade sme použili bodový súčin a v matematike je bodový súčin algebraická operácia, ktorá berie dva vektory rovnakej veľkosti a vracia jediné číslo. Výsledok sa vypočíta vynásobením príslušných položiek a sčítaním týchto produktov.