如何以特定方式将小矩阵沿对角线添加到更大的矩阵中？答案

【问题标题】：How can I add a small matrix into a bigger one along the diagonal in a specific way?如何以特定方式将小矩阵沿对角线添加到更大的矩阵中？
【发布时间】：2019-10-31 00:57:57
【问题描述】：

我正在尝试编写一个大矩阵，其中包含一个较小的行矩阵（大小可变），这些矩阵分布在矩阵的“对角线”上。所有其他值都是 0。如何创建这样的矩阵？

我试过 np.put、np.append。到目前为止，这是我所拥有的：

t = [1,2,3] 

n=3

m=4

A = np.zeros((2*m,m*n+m),dtype=int)

for i in range (m):
    A[i-1:i-1+t.shape[0], n*(i-1):n*(i-1)+t.shape[1]] += t
print("A= \n",np.matrix(A))

我想要以下矩阵（对不起，我不知道如何显示矩阵，但如果有人也可以帮助我，我将不胜感激）：

A= 

 [[1 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

 [0 0 0 1 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ]

 [0 0 0 0 0 0 1 2 3 0 0 0 0 0 0 0]

 [0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 0 0 0 0]

 [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

 [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

 [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

 [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]]

它会导致以下错误：

ValueError: 操作数不能与形状 (0,0) (1,3) (0,0) 一起广播

【问题讨论】：

_ "我正在尝试编写一个大矩阵，其中包括一个较小的行矩阵（大小可变），该矩阵分布在矩阵的“对角线”上。所有其他值都是 0。如何创建这样的矩阵？”我无法理解这意味着什么。您只是想创建特定的矩阵吗？
为什么第五个列表不是[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 0]
我想创建这个特定的矩阵。这不是你给我的，因为我为单纯形分辨率创建了这个，我必须将该部分保留为空。
这不一定能回答我关于为什么第五个列表向下的问题，即当前[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] 与模板[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 0] 不匹配
这个运算有没有数学术语需要泛化，还是只需要这个矩阵？在我将单纯形转换为笛卡尔坐标的工作中，您需要对两个矩阵进行点积。

标签： python numpy matrix

【解决方案1】：

你可以像这样小心地重塑：

t = [1,2,3]     
n=3
m=4
A = np.zeros((2*m,m*n+m),dtype=int)

A.ravel()[:m*(m*n+m+n)].reshape(m,-1)[:,:len(t)] = t
A
# array([[1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
#        [0, 0, 0, 1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
#        [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
#        [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 0, 0, 0, 0],
#        [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
#        [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
#        [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
#        [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])

【讨论】：

【解决方案2】：

为12个位置制作掩码并将其用于分配

idx = np.zeros(A.shape).astype(bool)
for i in range(m):
    idx[i,i*n:i*n+3] = True
A[idx]= t*m

array([[1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
       [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])

【讨论】：

第四行错误，与OP的预期数组不匹配。
迷失在参数中。更新
这很好，但是从第二行开始，该行在想要的列之后的 1 列开始。