Python Broadcast机制

本文主要探讨了在使用numpy时遇到的矩阵与向量之间的运算,包括矩阵乘法、按元素相乘相加,以及矩阵与向量的乘法。介绍了广播(broadcast)的概念,规则是相对应的维数相等或其中一个维数为1,并按右对齐原则确定广播后的维度。同时阐述了矩阵和向量乘法时,行向量和列向量的区别,以及在元素级运算中向量被视为(1,N)行向量的处理方式。" 108053585,9644905,JOS操作系统实验:多处理器支持与协作多任务,"['操作系统', '多处理器', '进程管理', '内存管理', '调度算法']

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最近在用numpy的时候,里面的矩阵和向量之间各种乘法加法搞的我头昏脑胀,整理下总结出来的规则

首先说明array型数据结构有两种类型,一种是一维的向量,比如用np.linspace(1,2,num=2)创建出的对象,shape为(2,);另外一种就是多维的矩阵,如np.zeros(1,2)创建出的对象,其shape为(1,2),这两种类型是不一样的。

一、矩阵之间的矩阵乘法

不必多说,就是按照正常的矩阵乘法规则来做
(N,M) (M,P) = (N,P)

二、矩阵之间按元素相乘、相加

这里开始就涉及到广播(broadcast)的问题了。
其实也比较简单,两个矩阵broadcast后的结果每一维都是两个矩阵中最大的。

但broadcast必须满足两个规则,即要么相对应的维数相等,要么其中有一个矩阵的维数是1
那么问题来了,哪两个维度是相对应的维数呢?规则就是将矩阵的shape写出来,然后按右对齐逐维对比。

通过以上方法,可以得出两矩阵broadcast结果的维数,而最后结果的计算方法就是先将两个矩阵都broadcast到结果的维数,然后再按照相同维度的矩阵对应元素相乘、相加。例子如下

A      (4d array):  8 x 1 x 6 x 1
B      (3d <
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