Python中数组及矩阵的大小

写在前面：最近看了caffe以及rcnn-depth的代码，感慨什么时候自己才能写出这样的代码。但是只感慨是没有用的，还是动手码才行！显而易见的是，像我目前这种敲两行代码都要问google是肯定不行，因此往后的一段时间会利用空余时间对目前接触比较多的Python, Matlab及C++中一些容易混淆的问题稍作总结，以期能够慢慢提高的码代码水平。

在上篇博文中介绍了python中常见的二维数组：list与numpy.array。在很多情况下我们需要获取数组的大小，阅读过一些python代码可以发现，常见的方法一般有len, size, shape这三种，那么这三种方法分别应用于那些场合？有什么区别？本文将通过示例来探讨这些问题。

In [2]:

import numpy as np
a = [[1,2,3,4], [5,6,7,8], [9, 10, 11, 12]]
b = np.array(a)
print type(a)
print a
print type(b)
print b

<type "list">
[[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8], [9, 10, 11, 12]]
<type "numpy.ndarray">
[[ 1  2  3  4]
 [ 5  6  7  8]
 [ 9 10 11 12]]

In [5]:

print len(a), len(a[0])

3 4

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-2f7fbe06ffd7> in <module>()
      1 print len(a), len(a[0])
----> 2 print size(a)

NameError: name "size" is not defined

In [9]:

print size(a)

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-9-17932fb9dbd4> in <module>()
----> 1 print size(a)

NameError: name "size" is not defined

In [6]:

print a.size

---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-d6180f130c7b> in <module>()
----> 1 print a.size

AttributeError: "list" object has no attribute "size"

In [7]:

print shape(a)

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-5b1e858da0b7> in <module>()
----> 1 print shape(a)

NameError: name "shape" is not defined

In [8]:

print a.shape

---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-2f66fe9ba9f6> in <module>()
----> 1 print a.shape

AttributeError: "list" object has no attribute "shape"

由上可知，list只支持len(), 该方法实际是调用了对象的__len__(self)方法

In [12]:

print len(b)
print b.size
print b.shape

3
12
(3, 4)

对比之下，numpy.array同时支持len, size, shape, 注意看三者返回值的区别。

此外，numpy中还提供matrix的数据类型，具体请看：

In [17]:

c = np.mat(a)
print type(c)
print c
d = np.mat(b)
print type(d)
print d
print len(d)
print d.size
print d.shape

<class "numpy.matrixlib.defmatrix.matrix">
[[ 1  2  3  4]
 [ 5  6  7  8]
 [ 9 10 11 12]]
<class "numpy.matrixlib.defmatrix.matrix">
[[ 1  2  3  4]
 [ 5  6  7  8]
 [ 9 10 11 12]]
3
12
(3, 4)

从上面的例子可以看出，martix支持由list和numpy.array创建，同时支持len, size以及shape. 另外从numpy.matrix上可以了解到，matrix相对于list和numpy.array而言，支持*（矩阵相乘），**(矩阵幂)等。

In [20]:

print c*d.T

[[ 30  70 110]
 [ 70 174 278]
 [110 278 446]]

补充：numpy中有一个numpy.shape()函数，支持array_like如list, array等，返回tuple of ints, 具体可查看其帮助函数。 来自为知笔记(Wiz)

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