将 matlab 代码转换为 python 以创建矩阵答案

【问题标题】：Convert matlab code into python for matrix creation将 matlab 代码转换为 python 以创建矩阵
【发布时间】：2014-05-27 08:02:31
【问题描述】：

我正在努力在 python 中创建以下矩阵：

| 1 -2  1  0 ...  0  |
| 0  1 -2  1 ... ... |
|... ... ... ...  0  |
| 0  ... 0  1 -2  1  |

我有下面的 matlab 代码，它似乎创建了这个矩阵 (article)，但我无法在 python 代码中转换它。

Matlab 代码：

D2 = spdiags(ones(T-2,1)*[1 -2 1],[0:2],T-2,T);

T 是列数。

python 中的代码如下所示：

from scipy.sparse import spdiags
D2 = spdiags( (ones((T-2,1))*array([1,-2,1])),arange(0,3),T-2,T)

后者产生以下错误：

ValueError: 对角线数 (327) 与偏移量 (3)

但是如果我像这样转置矩阵：

D2 = spdiags( (ones((T-2,1))*array([1,-2,1])).T,arange(0,3),T-2,T)

我得到以下结果：

matrix([[ 1., -2.,  1., ...,  0.,  0.,  0.],
        [ 0.,  1., -2., ...,  0.,  0.,  0.],
        [ 0.,  0.,  1., ...,  0.,  0.,  0.],
        ..., 
        [ 0.,  0.,  0., ...,  1.,  0.,  0.],
        [ 0.,  0.,  0., ..., -2.,  0.,  0.],
        [ 0.,  0.,  0., ...,  1.,  0.,  0.]])

有人可以帮助我吗？我哪里错了？

【问题讨论】：

您使用什么 T 值？我不完全确定发生了什么，但值得注意的是，当评估第一个表达式时，T=5 会产生一个明显 OK 的结果（'，包含 9 个存储元素（ 3 条对角线) DIAgonal 格式>).
见stackoverflow.com/questions/16030620/…，似乎其他人也在做同样的事情并且他们的问题得到了解答。
我也发现了这个问题。但实际上它仍然对我不起作用。 T 可以高于 100。使用较小的 T 值，我可以看到这可行，但似乎并不完全。我预计矩阵的结尾以“1 -2 1”结尾，但实际上如您所见，它以“1 0 0”结尾。我没有 matlab 来查看这个函数究竟是如何创建矩阵的。

标签： python matlab matrix scipy

【解决方案1】：

改变这个：

D2 = spdiags( (ones((T-2,1))*array([1,-2,1])).T,arange(0,3),T-2,T)

到这里：

D2 = spdiags( (ones((T,1))*array([1,-2,1])).T,arange(0,3),T-2,T)

也就是说，您希望第一个参数（即包含对角线的数组）中的行长度等于结果中的列数。

【讨论】：

这就是matlab/octave的区别！我已经设法以八度音阶执行原始代码，最终得到相同的矩阵和您修复的预期结果。谢谢沃伦！