处理复数和numpy时如何在python中正确指定dtype？答案

【问题标题】：How to specify dtype correctly in python when dealing with complex numbers and numpy?处理复数和numpy时如何在python中正确指定dtype？
【发布时间】：2017-09-21 21:04:18
【问题描述】：

我需要检查一个矩阵在python中是否是单一的，为此我使用了这个函数：

def is_unitary(m):
    return np.allclose(np.eye(m.shape[0]), m.H * m)

但是当我尝试通过以下方式指定矩阵时：

m1=np.matrix([complex(1/math.sqrt(2)),cmath.exp(1j)],[-cmath.exp(-1j).conjugate(),complex(1/math.sqrt(2))],dtype=complex)

我得到一个

TypeError: __new__() got multiple values for argument 'dtype'

这里使用数据类型的正确方法是什么？

【问题讨论】：

标签： python python-3.x numpy linear-algebra complex-numbers

【解决方案1】：

Don't use np.matrix，这几乎总是错误的选择，尤其是如果您使用 Python 3.5+。你应该使用np.array。

此外，您忘记将[ 和] 放在值周围，因此您“认为”作为“第二行”传入的实际上是第二个参数。而array（和matrix）的第二个参数被NumPy解释为dtype：

np.array([[complex(1/math.sqrt(2)),     cmath.exp(1j)          ],
          [-cmath.exp(-1j).conjugate(), complex(1/math.sqrt(2))]],
         dtype=complex)
# array([[ 0.70710678+0.j        ,  0.54030231+0.84147098j],
#        [-0.54030231-0.84147098j,  0.70710678+0.j        ]])

【讨论】：

哦！括号！谢谢，它奏效了。我将改用数组！
没问题，我很高兴它有效。请不要忘记accept 最有帮助的答案。 :)

【解决方案2】：

这是因为 matrix 构造函数只将 first 参数作为数据，第二个作为 dtype，所以它会将您的 第二行 [-cmath.exp(-1j).conjugate(),complex(1/math.sqrt(2))] 视为dtype.

你需要传递一个嵌套列表，所以添加方括号：

m1=np.matrix([[complex(1/math.sqrt(2)),cmath.exp(1j)],[-cmath.exp(-1j).conjugate(),complex(1/math.sqrt(2))]],dtype=complex)
#            ^                                                                                             ^

或者更优雅：

m1=np.matrix([
              [complex(1/math.sqrt(2)),cmath.exp(1j)],
              [-cmath.exp(-1j).conjugate(),complex(1/math.sqrt(2))]
             ],dtype=complex)

这会产生：

>>> m1
matrix([[ 0.70710678+0.j        ,  0.54030231+0.84147098j],
        [-0.54030231-0.84147098j,  0.70710678+0.j        ]])

顺便说一句，array 也是如此：

m1=np.array([
              [complex(1/math.sqrt(2)),cmath.exp(1j)],
              [-cmath.exp(-1j).conjugate(),complex(1/math.sqrt(2))]
            ],dtype=complex)

制作：

>>> m1
array([[ 0.70710678+0.j        ,  0.54030231+0.84147098j],
       [-0.54030231-0.84147098j,  0.70710678+0.j        ]])

【讨论】：