线性代数-Python-03:矩阵的变换 - 手写Matrix Transformation及numpy中的用法
文章目录
- 一、代码仓库
- 二、旋转矩阵的推导及图形学中的矩阵变换
- 2.1 让横坐标扩大a倍,纵坐标扩大b倍
- 2.2 关于x轴翻转
- 2.3 关于y轴翻转
- 2.4 关于原点翻转(x轴,y轴均翻转)
- 2.5 沿x方向错切
- 2.6 沿y方向错切
- 2.7 旋转
- 2.8 单位矩阵
- 2.9 矩阵的逆
- 三、看待矩阵的关键视角:用矩阵表示空间
- 3.1 行视角
- 3.2 列视角
- 3.3 标准单位向量和列视角
- 3.4 矩阵表示空间
- 四、代码
- matrix.py
- matrix_transformation
- numpy_matrix.py
一、代码仓库
https://github.com/Chufeng-Jiang/Python-Linear-Algebra-for-Beginner/tree/main
二、旋转矩阵的推导及图形学中的矩阵变换
2.1 让横坐标扩大a倍,纵坐标扩大b倍

2.2 关于x轴翻转

2.3 关于y轴翻转

2.4 关于原点翻转(x轴,y轴均翻转)

2.5 沿x方向错切

2.6 沿y方向错切

2.7 旋转
theta = math.pi / 3
T = Matrix([[math.cos(theta), math.sin(theta)], [-math.sin(theta), math.cos(theta)]])


2.8 单位矩阵

2.9 矩阵的逆

三、看待矩阵的关键视角:用矩阵表示空间
3.1 行视角

3.2 列视角

3.3 标准单位向量和列视角

3.4 矩阵表示空间

四、代码
matrix.py
from .Vector import Vectorclass Matrix:def __init__(self, list2d):self._values = [row[:] for row in list2d]@classmethoddef zero(cls, r, c):"""返回一个r行c列的零矩阵"""return cls([[0] * c for _ in range(r)])@classmethoddef identity(cls, n):"""返回一个n行n列的单位矩阵"""m = [[0]*n for _ in range(n)]for i in range(n):m[i][i] = 1;return cls(m)def T(self):"""返回矩阵的转置矩阵"""return Matrix([[e for e in self.col_vector(i)]for i in range(self.col_num())])def __add__(self, another):"""返回两个矩阵的加法结果"""assert self.shape() == another.shape(), \"Error in adding. Shape of matrix must be same."return Matrix([[a + b for a, b in zip(self.row_vector(i), another.row_vector(i))]for i in range(self.row_num())])def __sub__(self, another):"""返回两个矩阵的减法结果"""assert self.shape() == another.shape(), \"Error in subtracting. Shape of matrix must be same."return Matrix([[a - b for a, b in zip(self.row_vector(i), another.row_vector(i))]for i in range(self.row_num())])def dot(self, another):"""返回矩阵乘法的结果"""if isinstance(another, Vector):# 矩阵和向量的乘法assert self.col_num() == len(another), \"Error in Matrix-Vector Multiplication."return Vector([self.row_vector(i).dot(another) for i in range(self.row_num())])if isinstance(another, Matrix):# 矩阵和矩阵的乘法assert self.col_num() == another.row_num(), \"Error in Matrix-Matrix Multiplication."return Matrix([[self.row_vector(i).dot(another.col_vector(j)) for j in range(another.col_num())]for i in range(self.row_num())])def __mul__(self, k):"""返回矩阵的数量乘结果: self * k"""return Matrix([[e * k for e in self.row_vector(i)]for i in range(self.row_num())])def __rmul__(self, k):"""返回矩阵的数量乘结果: k * self"""return self * kdef __truediv__(self, k):"""返回数量除法的结果矩阵:self / k"""return (1 / k) * selfdef __pos__(self):"""返回矩阵取正的结果"""return 1 * selfdef __neg__(self):"""返回矩阵取负的结果"""return -1 * selfdef row_vector(self, index):"""返回矩阵的第index个行向量"""return Vector(self._values[index])def col_vector(self, index):"""返回矩阵的第index个列向量"""return Vector([row[index] for row in self._values])def __getitem__(self, pos):"""返回矩阵pos位置的元素"""r, c = posreturn self._values[r][c]def size(self):"""返回矩阵的元素个数"""r, c = self.shape()return r * cdef row_num(self):"""返回矩阵的行数"""return self.shape()[0]__len__ = row_numdef col_num(self):"""返回矩阵的列数"""return self.shape()[1]def shape(self):"""返回矩阵的形状: (行数, 列数)"""return len(self._values), len(self._values[0])def __repr__(self):return "Matrix({})".format(self._values)__str__ = __repr__
matrix_transformation
import matplotlib.pyplot as plt
from playLA.Matrix import Matrix
from playLA.Vector import Vector
import mathif __name__ == "__main__":points = [[0, 0], [0, 5], [3, 5], [3, 4], [1, 4], [1, 3], [2, 3], [2, 2], [1, 2], [1, 0]]x = [point[0] for point in points]y = [point[1] for point in points]plt.figure(figsize=(5, 5))plt.xlim(-10, 10)plt.ylim(-10, 10)plt.plot(x, y)# plt.show()P = Matrix(points)# T = Matrix([[2, 0], [0, 1.5]])# T = Matrix([[1, 0], [0, -1]])# T = Matrix([[-1, 0], [0, 1]])# T = Matrix([[-1, 0], [0, -1]])# T = Matrix([[1, 0.5], [0, 1]])# T = Matrix([[1, 0], [0.5, 1]])theta = math.pi / 3T = Matrix([[math.cos(theta), math.sin(theta)], [-math.sin(theta), math.cos(theta)]])# 逆时针旋转90度# theta = math.pi / -2# T = Matrix([[math.cos(theta), math.sin(theta)], [-math.sin(theta), math.cos(theta)]])# 根据矩阵表示空间的法则,直接写出的逆时针旋转90度的变换矩阵#T = Matrix([[0, -1], [1, 0]])P2 = T.dot(P.T())plt.plot([P2.col_vector(i)[0] for i in range(P2.col_num())],[P2.col_vector(i)[1] for i in range(P2.col_num())])plt.show()

numpy_matrix.py
import numpy as npif __name__ == "__main__":# 矩阵的创建A = np.array([[1, 2], [3, 4]])print(A)# 矩阵的属性print(A.shape)print(A.T)# 获取矩阵的元素print(A[1, 1])print(A[0])print(A[:, 0])print(A[1, :])# 矩阵的基本运算B = np.array([[5, 6], [7, 8]])print(A + B)print(A - B)print(10 * A)print(A * 10)print(A * B)print(A.dot(B))p = np.array([10, 100])print(A + p)print(A + 1)print(A.dot(p))# 单位矩阵I = np.identity(2)print(I)print(A.dot(I))print(I.dot(A))# 逆矩阵invA = np.linalg.inv(A)print(invA)print(invA.dot(A))print(A.dot(invA))# C = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])# np.linalg.inv(C)

相关文章:
线性代数-Python-03:矩阵的变换 - 手写Matrix Transformation及numpy中的用法
文章目录 一、代码仓库二、旋转矩阵的推导及图形学中的矩阵变换2.1 让横坐标扩大a倍,纵坐标扩大b倍2.2 关于x轴翻转2.3 关于y轴翻转2.4 关于原点翻转(x轴,y轴均翻转)2.5 沿x方向错切2.6 沿y方向错切2.7 旋转2.8 单位矩阵2.9 矩阵的…...
【单片机基础】按键状态机实现短按、长按、双击、三击和N击
下载地址: 【CSDNNaiva】源码:HK32F030M-按键扫描-短按长按检测【CSDNNaiva】源码:HK32F030M-ADC-EXTI-TM1624-USART-EEPROM-TiMBase-按键长按(231024) 参考资料 [1] 【CSDNPillarPeng】【按键】[独立按键] - 1: 单击,…...
Ubuntu虚拟机部署OpenStack
1、部署环境 系统:ubuntu-22.04.3-desktop-amd64DevStack版本:2024.1VMware Workstation:8G内存、4核处理器、100G硬盘/1、网络NAT模式/1 2、Ubuntu环境设置 点击show applications,选择Software&Updates 跟换Ubuntu的镜像…...
ES在企业项目中的实战总结,彻底掌握ES的使用
通过之前两篇文章 了解了ES的核心概念和基础使用学习进阶的DSL语法处理复杂的查询 这段时间通过在本企业代码中对ES框架的使用,总结了不少经验。主要分为三点 企业封装了ES原生的api,需要使用企业项目提供的接口实现 -------简单使用(本章节目…...
QT的Qporcess功能的使用
具体实现代码如下: #include <QProgressBar>//必须要包含的头文件 #include <QProcess>// 创建一个QProgressBar对象QProgressBar *progressBar new QProgressBar(this);QProcess *proces;process_shownew process;// 设置进度条的最小值和最大值prog…...
【图灵诸葛】jvm笔记
2023年10月23日14:04:44 jvm 1.jdk体系结构图回顾(Av333129672,P1) jdk jre 底层是hotspot jvm 2.java虚拟机内部组成(Av333129672,P2) 堆 方法区 执行引擎 类加载 本地方法栈 线程栈(虚拟机栈) 3.java虚拟机栈讲解(Av333129672,P3) 程序计数器…...
数据安全小课堂开讲啦!看这里!
数据安全小课堂开讲啦!看这里! 1、什么是数据? 《数据安全法》第三条明确,本法所称的数据,就是指任何以电子或者其他方式对信息的记录。小到个人使用手机、电脑等电子产品时浏览的网页、下载的应用、存储的文件&…...
单片机矩阵键盘
提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录 前言一、什么是矩阵键盘?1.独立键盘2.矩阵键盘变化1变化2变化3 3. 通过变型,举一反三,就可以实现4*4的矩阵键盘扫描 二、使用步骤…...
横坐标日期等间隔绘图 python示例代码
有两列数据,一列是日期,另一列是数值。日期是递增的,但是间隔不是均匀的。比如1月1日至2月1日有10组数据,2月1日至3月1日有100组数据,3月1日至4月1日有1000组数据。我想绘折线图,横坐标是日期,纵…...
photoshop2024免费插件Portraiture3
随着手机摄影的普及,修图可以说是现代人的必备生活技能之一了,现在谁发个朋友圈不把自己的照片修的美美的呢?那么如何拥有一张氛围感满满的照片呢?这不得不提图片处理软件中的王牌——photoshop。作为专业的图片处理软件ÿ…...
NewStarCTF2023week4-More Fast(GC回收)
打开链接,存在很多个类,很明显是php反序列化漏洞利用,需要构造pop链 , 关于pop链构造的详细步骤教学,请参考我之前的博客,真的讲得很详细也容易理解: http://t.csdnimg.cn/wMYNB 如果你是刚接…...
和鲸赞助丨第16届中国R会议暨2023 X-AGI大会通知
第16届中国 R 会议暨2023 X-AGI大会将于11月25-30日在中国人民大学召开,探讨数据科学和人工智能的相关进展,本次会议将采用线上会议和线下会议相结合的方式举办。 在过去的15年里,中国R会议一直致力于探讨数据科学在各学科、各行业的探索和实…...
Python第三方库 - Flask(python web框架)
1 Flask 1.1 认识Flask Web Application Framework( Web 应用程序框架)或简单的 Web Framework( Web 框架)表示一个库和模块的集合,使 Web 应用程序开发人员能够编写应用程序,而不必担心协议,线…...
c# sqlite 修改字段类型
因为sqlite不支持直接修改字段类型, 所以只能创建新的表,再将原始数据复制过去。具体操作步骤如下: 第一步, 将表“tableName”的名称修改为 “oldTable” string queryString string.Format("ALTER TABLE {0} RENAME TO …...
[Pytorch] 保存模型与加载模型
1、保存模型 # 定义模型 model BPNetModel(n_featuren_feature,n_hiddenn_hidden,n_outputn_output) #调用网络# 保存模型 torch.save(model, BPNetModel0.pth) 2、加载模型 import torch## 读取模型 model torch.load(BPNetModel0.pth) 3、保存模型参数 #调用网络 mode…...
AES解密报错,Input length must be multiple of 16 when decrypting with padded cipher
# 项目场景:对登录用户名、密码前端加密,后端解密失败 --- # 问题描述 在做login登录页面的用户名和密码加密时,前端加密后端解密,但是抛出`报错:Input length must be multiple of 16 when decrypting with padded cipher`,仔细检查过偏移向量,没有问题,但还是不行,…...
电子学会C/C++编程等级考试2023年05月(三级)真题解析
C/C等级考试(1~8级)全部真题・点这里 第1题:找和为K的两个元素 在一个长度为n(n < 1000)的整数序列中,判断是否存在某两个元素之和为k。 输入 第一行输入序列的长度n和k,用空格分开。 第二行输入序列中的n个整数&am…...
【2023_10_21_计算机热点知识分享】:机器学习中的神经网络
今天的分享主题是机器学习中的神经网络。神经网络是一种模拟人类神经系统的计算模型,它由一系列的神经元组成,每个神经元接收一组输入,经过计算后产生一个输出。神经网络的学习过程是通过调整神经元之间的连接权重来实现的,这个过…...
app开发者提升第四季度广告收入的方法
第四季度将迎来双十一、双十二、圣诞、元旦为主的电商购物季,这是一年中利用线上消费为全新年度和全新预算做好准备的最佳时机,从过往的变现成功案例中汇总了优化要点,帮助开发者在第四季度和未来一年获取更多广告收益。 https://www.shensh…...
#电子电器架构 —— 车载网关初入门
我是穿拖鞋的汉子,魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。 PS:小细节,本文字数7000+,详细描述了网关在车载框架中的具体性能设置。 老规矩,分享一段喜欢的文字,避免自己成为高知识低文化的工程师: 没有人关注你。也无需有人关注你。你必须承认自己的价值,你不能站在他…...
DeepSeek 赋能智慧能源:微电网优化调度的智能革新路径
目录 一、智慧能源微电网优化调度概述1.1 智慧能源微电网概念1.2 优化调度的重要性1.3 目前面临的挑战 二、DeepSeek 技术探秘2.1 DeepSeek 技术原理2.2 DeepSeek 独特优势2.3 DeepSeek 在 AI 领域地位 三、DeepSeek 在微电网优化调度中的应用剖析3.1 数据处理与分析3.2 预测与…...
【Linux】C语言执行shell指令
在C语言中执行Shell指令 在C语言中,有几种方法可以执行Shell指令: 1. 使用system()函数 这是最简单的方法,包含在stdlib.h头文件中: #include <stdlib.h>int main() {system("ls -l"); // 执行ls -l命令retu…...
LeetCode - 394. 字符串解码
题目 394. 字符串解码 - 力扣(LeetCode) 思路 使用两个栈:一个存储重复次数,一个存储字符串 遍历输入字符串: 数字处理:遇到数字时,累积计算重复次数左括号处理:保存当前状态&a…...
ESP32读取DHT11温湿度数据
芯片:ESP32 环境:Arduino 一、安装DHT11传感器库 红框的库,别安装错了 二、代码 注意,DATA口要连接在D15上 #include "DHT.h" // 包含DHT库#define DHTPIN 15 // 定义DHT11数据引脚连接到ESP32的GPIO15 #define D…...
对WWDC 2025 Keynote 内容的预测
借助我们以往对苹果公司发展路径的深入研究经验,以及大语言模型的分析能力,我们系统梳理了多年来苹果 WWDC 主题演讲的规律。在 WWDC 2025 即将揭幕之际,我们让 ChatGPT 对今年的 Keynote 内容进行了一个初步预测,聊作存档。等到明…...
Keil 中设置 STM32 Flash 和 RAM 地址详解
文章目录 Keil 中设置 STM32 Flash 和 RAM 地址详解一、Flash 和 RAM 配置界面(Target 选项卡)1. IROM1(用于配置 Flash)2. IRAM1(用于配置 RAM)二、链接器设置界面(Linker 选项卡)1. 勾选“Use Memory Layout from Target Dialog”2. 查看链接器参数(如果没有勾选上面…...
unix/linux,sudo,其发展历程详细时间线、由来、历史背景
sudo 的诞生和演化,本身就是一部 Unix/Linux 系统管理哲学变迁的微缩史。来,让我们拨开时间的迷雾,一同探寻 sudo 那波澜壮阔(也颇为实用主义)的发展历程。 历史背景:su的时代与困境 ( 20 世纪 70 年代 - 80 年代初) 在 sudo 出现之前,Unix 系统管理员和需要特权操作的…...
(转)什么是DockerCompose?它有什么作用?
一、什么是DockerCompose? DockerCompose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用,而无需手动一个个创建和运行容器。 Compose文件是一个文本文件,通过指令定义集群中的每个容器如何运行。 DockerCompose就是把DockerFile转换成指令去运行。 …...
ip子接口配置及删除
配置永久生效的子接口,2个IP 都可以登录你这一台服务器。重启不失效。 永久的 [应用] vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0修改文件内内容 TYPE"Ethernet" BOOTPROTO"none" NAME"eth0" DEVICE"eth0" ONBOOT&q…...
laravel8+vue3.0+element-plus搭建方法
创建 laravel8 项目 composer create-project --prefer-dist laravel/laravel laravel8 8.* 安装 laravel/ui composer require laravel/ui 修改 package.json 文件 "devDependencies": {"vue/compiler-sfc": "^3.0.7","axios": …...
