NumPy Eye-Funktion

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Einführung

In diesem Lab werden wir uns mit der NumPy eye()-Funktion beschäftigen, die eine Matrix mit Diagonalelementen gleich 1 und allen anderen Elementen gleich 0 erstellt. Wir werden die Syntax, die Parameter sowie einige Beispiele behandeln, um diese Funktion zu verstehen.

Tipps für die VM

Nachdem der VM-Start abgeschlossen ist, klicken Sie in der oberen linken Ecke, um zur Registerkarte Notebook zu wechseln und Jupyter Notebook für die Übung zu nutzen.

Manchmal müssen Sie einige Sekunden warten, bis Jupyter Notebook vollständig geladen ist. Die Validierung von Vorgängen kann aufgrund von Einschränkungen in Jupyter Notebook nicht automatisiert werden.

Wenn Sie bei der Lernphase Probleme haben, können Sie Labby gerne fragen. Geben Sie nach der Sitzung Feedback, und wir werden das Problem für Sie prompt beheben.

Importieren der NumPy-Bibliothek

Bevor wir die NumPy-Bibliothek und ihre Funktionen verwenden, müssen wir sie importieren. Wir werden sie mit dem folgenden Code importieren:

import numpy as np

Erstellen einer Matrix mit der eye()-Funktion

Wir werden eine Matrix mit der eye()-Funktion erstellen. Diese Funktion gibt eine Matrix zurück, bei der die Diagonalelemente 1 und alle anderen Elemente 0 sind.

x = np.eye(4,4)
print(x)

Ausgabe:

array([[1., 0., 0., 0.],
       [0., 1., 0., 0.],
       [0., 0., 1., 0.],
       [0., 0., 0., 1.]])

Erstellen einer Matrix mit Diagonalelementen außerhalb der Hauptdiagonale

Wir können eine Matrix mit Diagonalelementen außerhalb der Hauptdiagonale erstellen, indem wir den Parameter k verwenden. Wenn k = 1, wird die Diagonale um eine Position nach rechts verschoben, und wenn k = -1, wird die Diagonale um eine Position nach links verschoben. k = 0 repräsentiert die Hauptdiagonale.

y = np.eye(4,4,k=1)
print(y)

Ausgabe:

array([[0., 1., 0., 0.],
       [0., 0., 1., 0.],
       [0., 0., 0., 1.],
       [0., 0., 0., 0.]])

Erstellen einer Matrix vom ganzzahligen Datentyp

Wir können eine Matrix vom ganzzahligen Datentyp erstellen, indem wir den Parameter dtype als int angeben.

z = np.eye(4,4,dtype=int)
print(z)

Ausgabe:

array([[1, 0, 0, 0],
       [0, 1, 0, 0],
       [0, 0, 1, 0],
       [0, 0, 0, 1]])

Erstellen einer Matrix mit unterschiedlicher Anzahl von Zeilen und Spalten

Wir können eine Matrix mit beliebiger Anzahl von Zeilen und Spalten erstellen, indem wir die Anzahl der Zeilen und Spalten in der eye()-Funktion angeben.

w = np.eye(3,4,k=-1,dtype=int)
print(w)

Ausgabe:

array([[0, 0, 0, 0],
       [1, 0, 0, 0],
       [0, 1, 0, 0]])

Unterschied zwischen den eye()- und identity()-Funktionen

Die identity()-Funktion erstellt eine quadratische Matrix mit Diagonalelementen 1 und allen anderen Elementen 0. Wohingegen die eye()-Funktion eine Matrix beliebiger Anzahl von Zeilen und Spalten erstellt, bei der die Diagonalelemente 1 und alle anderen Elemente 0 sind.

i = np.identity(4,dtype=int)
print(i)

output:
[[1 0 0 0]
 [0 1 0 0]
 [0 0 1 0]
 [0 0 0 1]]

Zusammenfassung

In diesem Lab haben wir uns mit der NumPy-eye()-Funktion beschäftigt, die eine Matrix erstellt, bei der die Diagonalelemente 1 und alle anderen Elemente 0 sind. Wir haben die Syntax, die Parameter sowie einige Beispiele behandelt, um diese Funktion zu verstehen.