Programme Python écrit à l'aide de tableaux multidimensionnels pour ajouter deux matrices

Une matrice est un tableau bidimensionnel de nombres disposés en lignes et en colonnes. L'addition de deux matrices consiste à additionner les éléments correspondants des deux matrices et à placer la somme à la position correspondante de la matrice résultante. Cela n'est possible que si le nombre de lignes et de colonnes des deux matrices est égal.

En Python, les tableaux multidimensionnels sont créés à l'aide de listes ou de tableaux NumPy. La structure de données de liste peut accepter des listes comme éléments afin que nous puissions facilement créer des matrices. De plus, le module Numpy fournit diverses méthodes pour travailler avec des tableaux multidimensionnels.

Scénarios d'entrée et de sortie

Ajout de deux matrices

[a11, a12, a13]	   [b11, b12, b13]		[a11+b11, a12+b12, a13+b13]
[a21, a22, a23]  + [b21, b22, b23]	=	[a21+b21, a22+b22, a23+b23]
[a31, a32, a33]	   [b31, b32, b33]		[a31+b31, a32+b32, a33+b33]

Dans cet article, nous apprendrons comment ajouter deux matrices à l'aide de tableaux multidimensionnels en python.

Utilisez une boucle for

Ici, nous utiliserons des boucles for imbriquées pour parcourir chaque ligne et colonne de la matrice d'entrée donnée. A chaque itération, nous ajouterons les éléments correspondants des deux matrices d'entrée et les stockerons dans la matrice résultat.

Exemple

# Defining the matrix using multidimensional arrays
matrix_a = [[1,2,3],
            [4 ,5,6],
            [7 ,8,9]]
 
matrix_b = [[1,2,3],
            [4 ,5,6],
            [7 ,8,9]]

#function for displaying matrix
def display(matrix):
   for row in matrix:
      print(row)
   print()

# Display two input matrices
print('The first matrix is defined as:') 
display(matrix_a)
print('The second matrix is defined as:')
display(matrix_b)

# Initializing Matrix with all 0s
result = [[0, 0, 0],[0, 0, 0],[0, 0, 0]]

# Add two matrices 
for i in range(len(matrix_a)): 

   # iterate through rows 
   for j in range(len(matrix_a[0])):

      # iterate through columns
      result[i][j] = matrix_a[i][j] + matrix_b[i][j]

print('The addition of two matrices is:')
display(result)

Sortie

The first matrix is defined as:
[1, 2, 3]
[4, 5, 6]
[7, 8, 9]

The second matrix is defined as:
[1, 2, 3]
[4, 5, 6]
[7, 8, 9]

The addition of two matrices is:
[2, 4, 6]
[8, 10, 12]
[14, 16, 18]

Stockez la somme des éléments correspondants des deux matrices d'entrée dans la matrice de résultat que nous avons initialement créée avec tous les zéros.

Utiliser la compréhension de liste

La compréhension de liste fournit la syntaxe la plus courte pour créer une liste sans avoir besoin d'initialiser une liste vide avant une boucle for pour ajouter les valeurs une par une.

Exemple

Cet exemple fonctionne de la même manière que l'exemple précédent, mais la différence est que nous utilisons une compréhension de liste au lieu de créer une matrice résultante de tous les zéros.

# Defining the matrix using multidimensional arrays
matrix_a = [[1,2,5],
            [1,0,6],
            [9,8,0]]
 
matrix_b = [[0,3,5],
            [4,6,9],
            [1,8,0]]

#function for displaying matrix
def display(matrix):
   for row in matrix:
      print(row)
   print()

# Display two input matrices
print('The first matrix is defined as:') 
display(matrix_a)
print('The second matrix is defined as:')
display(matrix_b)

# Add two matrices 
result = [[matrix_a[i][j] + matrix_b[i][j]  for j in range(len(matrix_a[0]))] for i in range(len(matrix_a))]    

print('The addition of two matrices is:')
display(result)

Sortie

The first matrix is defined as:
[1, 2, 5]
[1, 0, 6]
[9, 8, 0]

The second matrix is defined as:
[0, 3, 5]
[4, 6, 9]
[1, 8, 0]

The addition of two matrices is:
[1, 5, 10]
[5, 6, 15]
[10, 16, 0]

Utilisation des tableaux NumPy

Le module NumPy en Python possède de nombreuses fonctions intégrées pour gérer des tableaux multidimensionnels. En utilisant ces tableaux, nous pouvons facilement ajouter deux matrices.

Exemple

Dans cet exemple, nous allons créer deux tableaux multidimensionnels en utilisant la méthode numpy.array(). Appliquez ensuite l’opérateur d’addition entre les deux tableaux.

import numpy as np

# Defining the matrix using numpy array
matrix_a = np.array([[1,2,5], [1,0,6], [9,8,0]])
matrix_b = np.array([[0,3,5], [4,6,9], [1,8,0]])

# Display two input matrices
print('The first matrix is defined as:') 
print(matrix_a)

print('The second matrix is defined as:')
print(matrix_b)

# Add two matrices
result = matrix_a + matrix_b

print('The addition of two matrices is:')
print(result)

Sortie

The first matrix is defined as:
[[1 2 5]
 [1 0 6]
 [9 8 0]]
The second matrix is defined as:
[[0 3 5]
 [4 6 9]
 [1 8 0]]
The addition of two matrices is:
[[ 1  5 10]
 [ 5  6 15]
 [10 16  0]]

Nous appliquons simplement l'opérateur d'addition (+) entre les tableaux numpy Matrix_a et Matrix_b pour ajouter des tableaux multidimensionnels.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!