numpy 从矩阵中获取对角矩阵

在使用Python进行科学计算时，经常需要处理矩阵数据。其中，获取矩阵的对角线元素或对角矩阵是比较基础的操作。而使用numpy库可以轻松实现这个功能。

下面将介绍如何使用numpy库从矩阵中获取对角矩阵。

numpy库简介

numpy是Python中用于科学计算的基础库之一，提供了高效的数组(numpy.ndarray)和矩阵(Matrix)数据结构以及相关的计算方法。当涉及到大规模数据计算时，numpy是Python中最基础、最重要的库之一。

获取对角矩阵

获取一个矩阵的对角矩阵实际上是将矩阵中的非对角线元素全部变为0，只保留其中的对角线元素。举个例子，例如下面这个矩阵：

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3],
              [4,5,6],
              [7,8,9]])

其对角矩阵为：

array([[1, 0, 0],
       [0, 5, 0],
       [0, 0, 9]])

可以看到，对角矩阵只保留了原矩阵的对角线元素，并将其他元素全部变成了0。

而使用numpy，可以非常方便地实现这个功能。具体代码如下：

import numpy as np

# 定义原始矩阵
a = np.array([[1,2,3],
              [4,5,6],
              [7,8,9]])

# 获取对角矩阵
diag = np.diag(a)

print(diag)

其中，np.diag()方法接受一个矩阵作为参数，并返回该矩阵的对角矩阵。

总结

numpy很大程度上简化了Python中科学计算的工作流程。如本文介绍的，从矩阵中获取对角矩阵只需要使用一行代码即可实现。这些简单而方便的操作极大地提高了Python在科学计算领域的应用。