假设你有 n 个方阵 A1,...,An。反正有没有以一种简洁的方式将这些矩阵相乘?据我所知,numpy 中的 dot 只接受两个参数。一种明显的方法是定义一个函数来调用自身并获取结果。有没有更好的方法来完成它?
5 回答
这可能是一个相对较新的功能,但我喜欢:
A.dot(B).dot(C)
或者如果你有一条长链,你可以这样做:
reduce(numpy.dot, [A1, A2, ..., An])
更新:
这里有关于 reduce 的更多信息。这是一个可能有帮助的例子。
>>> A = [np.random.random((5, 5)) for i in xrange(4)]
>>> product1 = A[0].dot(A[1]).dot(A[2]).dot(A[3])
>>> product2 = reduce(numpy.dot, A)
>>> numpy.all(product1 == product2)
True
2016 年更新:从 python 3.5 开始,有一个新的 matrix_multiply 符号@
:
R = A @ B @ C
用更新复活一个老问题:
截至2014 年 11 月 13 日,现在有一个np.linalg.multi_dot
功能可以完全满足您的需求。它还具有优化呼叫顺序的好处,尽管在您的情况下这不是必需的。
请注意,这从 numpy 版本 1.10 开始可用。
如果您先验地计算所有矩阵,那么您应该使用矩阵链乘法的优化方案。请参阅此维基百科文章。
实现此目的的另一种方法是使用einsum
,它为 NumPy 实现了爱因斯坦求和约定。
为了非常简要地解释关于这个问题的这个约定:当你把你的多矩阵乘积写成一个很大的乘积时,你会得到类似的东西:
P_im = sum_j sum_k sum_l A1_ij A2_jk A3_kl A4_lm
其中P
是您的产品的结果A1
,A2
、A3
、 和A4
是输入矩阵。请注意,您将准确地对在加法中出现两次的那些索引进行求和,即j
、k
和l
。由于具有此属性的总和经常出现在物理学、矢量微积分以及可能的其他一些领域中,因此有一个 NumPy 工具可以解决它,即einsum
.
在上面的示例中,您可以使用它来计算矩阵乘积,如下所示:
P = np.einsum( "ij,jk,kl,lm", A1, A2, A3, A4 )
在这里,第一个参数告诉函数将哪些索引应用于参数矩阵,然后将所有双重出现的索引相加,产生所需的结果。
请注意,计算效率取决于几个因素(因此您最好只测试它):
A_list = [np.random.randn(100, 100) for i in xrange(10)]
B = np.eye(A_list[0].shape[0])
for A in A_list:
B = np.dot(B, A)
C = reduce(np.dot, A_list)
assert(B == C)