64

和有什么区别

import numpy as np
np.dot(a,b)

import numpy as np
np.inner(a,b)

我尝试的所有示例都返回了相同的结果。维基百科对两者都有相同的文章?!在它的描述inner()说,它的行为在更高维度上是不同的,但我无法产生任何不同的输出。我应该使用哪一个?

4

6 回答 6

68

numpy.dot

对于二维数组,它相当于矩阵乘法,对于一维数组,它相当于向量的内积(没有复共轭)。对于 N 维,它是 a 的最后一个轴和b的倒数第二个的和积:

numpy.inner

一维数组(没有复共轭)的向量的普通内积,在更高维度上是最后一个轴上的和积。

(强调我的。)

作为一个例子,考虑这个带有二维数组的例子:

>>> a=np.array([[1,2],[3,4]])
>>> b=np.array([[11,12],[13,14]])
>>> np.dot(a,b)
array([[37, 40],
       [85, 92]])
>>> np.inner(a,b)
array([[35, 41],
       [81, 95]])

因此,您应该使用的那个是为您的应用程序提供正确行为的那个。


性能测试

(请注意,我只测试 1D 案例,因为这是唯一给出相同结果的情况.dot.inner

>>> import timeit
>>> setup = 'import numpy as np; a=np.random.random(1000); b = np.random.random(1000)'

>>> [timeit.timeit('np.dot(a,b)',setup,number=1000000) for _ in range(3)]
[2.6920320987701416, 2.676928997039795, 2.633111000061035]

>>> [timeit.timeit('np.inner(a,b)',setup,number=1000000) for _ in range(3)]
[2.588860034942627, 2.5845699310302734, 2.6556360721588135]

所以也许.inner更快,但我的机器目前负载相当大,所以时间不一致,也不一定非常准确。

于 2012-06-14T13:16:03.190 回答
20

np.dot并且np.inner对于一维数组是相同的,所以这可能就是您没有注意到任何差异的原因。对于 N 维数组,它们对应于常见的张量操作。

np.inner有时被称为高阶和低阶张量之间的“向量积”,特别是张量乘以向量,并且经常导致“张量收缩”。它包括矩阵向量乘法。

np.dot对应于“张量积”,包括维基百科页面底部提到的情况。它通常用于将两个相似的张量相乘以产生一个新的张量。它包括矩阵-矩阵乘法。

如果您不使用张量,则无需担心这些情况,它们的行为相同。

于 2012-06-14T13:35:25.130 回答
11

对于 1 维和 2 维数组 numpy.inner 用作转置第二个矩阵然后相乘。因此对于:

A = [[a1,b1],[c1,d1]]
B = [[a2,b2],[c2,d2]]
numpy.inner(A,B)
array([[a1*a2 + b1*b2, a1*c2 + b1*d2],
       [c1*a2 + d1*b2, c1*c2 + d1*d2])

我使用以下示例解决了这个问题:

A=[[1  ,10], [100,1000]]
B=[[1,2], [3,4]]
numpy.inner(A,B)
array([[  21,   43],
       [2100, 4300]])

这也解释了一维的行为,numpy.inner([a,b],[c,b]) = ac+bd并且numpy.inner([[a],[b]], [[c],[d]]) = [[ac,ad],[bc,bd]]。这是我的知识范围,不知道它对更高维度有什么作用。

于 2014-09-26T11:06:13.627 回答
1

内部无法正常处理复杂的二维数组,尝试相乘

及其转置

array([[ 1.+1.j,  4.+4.j,  7.+7.j],
       [ 2.+2.j,  5.+5.j,  8.+8.j],
       [ 3.+3.j,  6.+6.j,  9.+9.j]])

你会得到

array([[ 0. +60.j,  0. +72.j,  0. +84.j],
       [ 0.+132.j,  0.+162.j,  0.+192.j],
       [ 0.+204.j,  0.+252.j,  0.+300.j]])

有效地将行乘以行而不是行乘以列

于 2014-07-22T10:18:12.813 回答
1

在高维空间中,内积和点积有很大的不同。下面是 2x2 矩阵和 3x2 矩阵的示例 x = [[a1,b1],[c1,d1]] y= [[a2,b2].[c2,d2],[e2,f2]

np.inner(x,y)

输出 = [[a1xa2+b1xb2 ,a1xc2+b1xd2, a1xe2+b1f2],[c1xa2+d1xb2, c1xc2+d1xd2, c1xe2+d1xf2]]

但在点积的情况下,输出显示以下错误,因为您不能将 2x2 矩阵与 3x2 相乘。

ValueError:形状(2,2)和(3,2)未对齐:2(dim 1)!= 3(dim 0)

于 2017-11-08T06:12:22.103 回答
0

我制作了一个快速脚本来练习内积和点积数学。它真的帮助我感受到了不同之处:

在此处输入图像描述

你可以在这里找到代码:

https://github.com/geofflangenderfer/practice_inner_dot

于 2018-12-19T20:27:38.277 回答