替换 Python 中给定 k 的矩阵的所有下对角线

Question

我想替换 k 对角线下所有次对角线的值。

例如：

我们首先导入numpy库:

import numpy as np

然后我们创建矩阵：

In [14]: matrix = np.matrix('1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1')

然后我们得到：

In [15]: print(matrix)

Out[16]: 
    [[1 1 1 1 1 1]
     [1 1 1 1 1 1]
     [1 1 1 1 1 1]
     [1 1 1 1 1 1]
     [1 1 1 1 1 1]]

然后我们得到 k = 1 的 k 对角线下的对角线，例如：

In [17]: lowerdiags = [np.diag(matrix, k=e+1).tolist() for e in range(-len(matrix), k)]

In [18]: print(lowerdiags)

Out[19]: [[1], [1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1, 1], [1, 1, 1, 1, 1], [1, 1, 1, 1, 1]]

而且，我被困在那里，我应该添加什么让它成为 k = 1 并替换所有值 0，就像这样：（知道我们刚刚找到了次对角线）

[[0 1 1 1 1 1]
 [0 0 1 1 1 1]
 [0 0 0 1 1 1]
 [0 0 0 0 1 1]
 [0 0 0 0 0 1]]

甚至对于 k = 0 :

[[1 1 1 1 1 1]
 [0 1 1 1 1 1]
 [0 0 1 1 1 1]
 [0 0 0 1 1 1]
 [0 0 0 0 1 1]]

感谢您的帮助和耐心等待。

Answer 1

我找到了一种使用 numpy 方法的方法：fill_diagonal 并在不同的 k 之间移动：

# Import numpy library
import numpy as np

def Exercise_3(matrix, k):
    # print initial matrix
    print(matrix)
    
    for k in range(-len(matrix)+1, k):
        if k < 0:
            # Smart slicing when filling diagonals with "np.fill_diagonal" on our matrix for lower diagonals
            np.fill_diagonal(matrix[-k:, :k], 0)
        if k > 0:
            # Smart slicing when filling diagonals with "np.fill_diagonal" on our matrix for upper diagonals
            np.fill_diagonal(matrix[:-k, k:], 0)
        if k == 0:
            # Just replace the main diagonal by 0
            np.fill_diagonal(matrix, 0)
        # print to see each change on the matrix    
        #print(matrix)
        
        #print(k)

    return matrix

def main():
    k = 0
    # an another way of creating a matrix
    #matrix = np.matrix('1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1; 1 1 1 1 1 1')
    # matrix of 5 rows and 5 columns filled by 1
    matrix = np.array(([1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]))
    
    NewMatrix = Exercise_3(matrix, k)
    print(NewMatrix)

main()

替换 Python 中给定 k 的矩阵的所有下对角线

Replace all the subdiagonals of a matrix for a given k in Python

python

arrays

list

matrix

diagonal