开源Math.NET基础数学类库使用(02)矩阵向量计算

最新推荐文章于 2023-12-06 08:15:00 发布

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#数学 #开源 #库 #数学计算

本文介绍了开源Math.NET Numerics库的基础数学功能，特别是矩阵与向量的创建、算术运算及其在线性代数中的应用。Math.NET支持向量和矩阵的多种类型，包括稀疏和非稀疏结构，并提供了丰富的运算符和线性方程求解方法。通过实例展示了矩阵的基本运算，为深入使用该库提供了基础。

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前言

　本文开始一一介绍Math.NET的几个主要子项目的相关功能的使用。今天先要介绍的是最基本Math.NET Numerics的最基本矩阵与向量计算。

1.创建Numerics矩阵与向量

矩阵与向量计算是数学计算的核心，因此也是Math.NET Numerics的核心和基础。

Math.NET包括对向量(Vector)和矩阵(Matrix)的支持，类型也很多。其主要注意点有：索引是从0开始，不支持空的向量和矩阵，也就是说维数或者长度最少为1。它也支持稀疏矩阵和非稀疏矩阵的向量类型。其矩阵有3种类型：稀疏，非稀疏，对角。这2个类在MathNet.Numerics.LinearAlgebra命名空间。由于一些技术和表示的原因，每一种数据类型都有一个实现，例如MathNet.Numerics.LinearAlgebra.Double有一个DenseMatrix类型，Matrix 是抽象类型，要通过其他方法去初始化。可以看看源码中的定义：

public abstract partial class Vector<T> :IFormattable, IEquatable<Vector<T>>, IList, IList<T>
                                where T : struct, IEquatable<T>, IFormattable
public abstract partial class Matrix<T> :IFormattable, IEquatable<Matrix<T>> 
                                where T : struct, IEquatable<T>, IFormattable

创建也很简单，可以大概看看下面这段代码，构造函数还有更多的用法，不一一演示，要自己研究下源代码，记得要引用MathNet.Numerics.LinearAlgebra命名空间：

//初始化一个矩阵和向量的构建对象
var mb = Matrix<double>.Build;
var vb = Vector<double>.Build;

//获取随机矩阵，也可以设置随机数所属的分布
var randomMatrix = mb.Random(2,3);
//向量相当于是一个一维数组,只有长度

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