تمرین برنامه نویسی پایتون برای ضرب دو ماتریس

3 سال پیش

تمرین برنامه نویسی پایتون برای ضرب دو ماتریس

در این مثال از مجموعه آموزش برنامه نویسی سایت سورس باران، شما تمرین برنامه نویسی پایتون برای ضرب دو ماتریس را یاد خواهید گرفت.

برای درک این مثال ، باید از مباحث برنامه نویسی پایتون زیر آگاهی داشته باشید:

در پایتون، ما می توانیم یک ماتریس را به عنوان لیست تو در تو (لیست داخل لیست) پیاده سازی کنیم.

ما می توانیم با هر عنصر به عنوان یک ردیف از ماتریس رفتار کنیم.

پیشنهاد ویژه : پکیج آموزش پایتون مختص بازار کار

به عنوان مثال [X = [[1 ، ۲] ، [۴ ، ۵] ، [۳ ، ۶] ماتریس ۳×۲ را نشان می دهد. ردیف اول می تواند به عنوان [X [0 و عنصر در ردیف اول، ستون اول به عنوان [X [0] [0 انتخاب شود.

ضرب دو ماتریس X و Y فقط در صورتی تعریف می شود که تعداد ستون های X برابر تعداد ردیف های Y باشد.

اگر X ماتریس n x m و Y ماتریس m x l باشد، XY تعریف شده و دارای بعد n x l است (اما YX تعریف نشده است). در اینجا چند روش برای پیاده سازی ضرب ماتریس در پایتون آورده شده است.

سورس کد: ضرب ماتریس با استفاده از حلقه تو در تو

# Program to multiply two matrices using nested loops

# ۳x3 matrix
X = [[12,7,3],
    [۴ ,۵,۶],
    [۷ ,۸,۹]]
# ۳x4 matrix
Y = [[5,8,1,2],
    [۶,۷,۳,۰],
    [۴,۵,۹,۱]]
# result is 3x4
result = [[0,0,0,0],
         [۰,۰,۰,۰],
         [۰,۰,۰,۰]]

# iterate through rows of X
for i in range(len(X)):
   # iterate through columns of Y
   for j in range(len(Y[0])):
       # iterate through rows of Y
       for k in range(len(Y)):
           result[i][j] += X[i][k] * Y[k][j]

for r in result:
   print(r)

خروجی

[۱۱۴, ۱۶۰, ۶۰, ۲۷]
[۷۴, ۹۷, ۷۳, ۱۴]
[۱۱۹, ۱۵۷, ۱۱۲, ۲۳]

در این برنامه، ما از حلقه های تو در تو برای تکرار در هر ردیف و هر ستون استفاده کرده ایم. ما مجموع محصولات را در نتیجه جمع می کنیم.

این روش ساده است اما از نظر محاسباتی سخت است زیرا ترتیب ماتریس را افزایش می دهیم.

برای کارهای ماتریس بزرگتر، بسته های نرم افزاری بهینه شده ای مانند NumPy را توصیه می کنیم که چندین برابر (به ترتیب ۱۰۰۰) برابر سریعتر از کد فوق است.

سورس کد: ضرب ماتریس با استفاده از list comprehension تو در تو

# Program to multiply two matrices using list comprehension

# ۳x3 matrix
X = [[12,7,3],
    [۴ ,۵,۶],
    [۷ ,۸,۹]]

# ۳x4 matrix
Y = [[5,8,1,2],
    [۶,۷,۳,۰],
    [۴,۵,۹,۱]]

# result is 3x4
result = [[sum(a*b for a,b in zip(X_row,Y_col)) for Y_col in zip(*Y)] for X_row in X]

for r in result:
   print(r)

خروجی این برنامه همانند بالا است. برای درک کد فوق ابتدا باید در مورد تابع توکار ()zip و جدا کردن لیست آرگومان با استفاده از عملگر * بدانیم.

ما برای تکرار از طریق هر عنصر در ماتریس از list comprehension تو در تو استفاده کرده ایم.

منبع.

لیست جلسات قبل آموزش برنامه نویسی پایتون

نویسنده مطلب erfan molaei

تمرین برنامه نویسی پایتون برای ضرب دو ماتریس

تمرین برنامه نویسی پایتون برای ضرب دو ماتریس

سورس کد: ضرب ماتریس با استفاده از حلقه تو در تو

سورس کد: ضرب ماتریس با استفاده از list comprehension تو در تو

لیست جلسات قبل آموزش برنامه نویسی پایتون

دیدگاه شما

بدون دیدگاه

تمرین برنامه نویسی پایتون برای ضرب دو ماتریس

سورس کد: ضرب ماتریس با استفاده از حلقه تو در تو

سورس کد: ضرب ماتریس با استفاده از list comprehension تو در تو

لیست جلسات قبل آموزش برنامه نویسی پایتون

دیدگاه شما

برای صرف‌نظر کردن از پاسخ‌گویی اینجا را کلیک نمایید.

بدون دیدگاه