【Mathematica进阶系列】如何高效地给矩阵赋值

2025-04-07 17:21:51

1、首先我们新建一稍僚敉视个Mathematica的nb文件,本文以3x3矩阵为例,首先创建一个空的矩阵元素mma={},现在我们需要对mma的每一个元素依次赋值,从一般编程的思维出发,我们将选择循环结构依次对矩阵每个元素赋值,该方法如图所示,我们需要在一个循环结构中嵌套一个循环结构,本文选择了在While中嵌套For循环,从理论上分析,While循环和For循环的时间效率是等效的;

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2、在得到正确结果后,我们可以来看一下这款程序的运行效率,只需要在循环结构的结束“]”之后加上“;//AbsoluteTiming”,然后同时按下Shift+Enter键运行该段代码,即可得到程序运行时间(为了更好地到时间差别,这次我将矩阵元素的量改成了300,而步骤一中是10);

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3、下面我门采用Mathematica特有的“Table”函数对矩阵元素进行赋值,这次,我们新建了一个矩阵mbt,直接用Table函数给其赋值可以直接省略初始化mbt的步骤,直接在输入界面输入“mbt = Table[x*y, {x, 10}, {y, 10}]”即可,结果和步骤1完全一样,是不是非常方便,非常简洁,具体参见附图;

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4、下面我们再来看看Table函数的时间效率,同样在函数的结束“]”之后加上“;//AbsoluteTiming”,然后运行代码,我们就可以看到Table函数运行所需的时间(同样,矩阵元素量被改成了300);

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5、最后,我们来比较一下两种方法的时间效率,通过放在一起比较,我们发现,Table函数的时间效率非常之高,仅有循环结构的1/10,这在大数据运算时候是非常高效的,比如说循环结构用了10个小时,而Table函数就只需要1个小时,节约了极大的时间,这个高效的矩阵赋值同时也给代码书写带来了很大的方便,使得代码的书写量也大大减小,出错率明显降低,所以,日后若是在Mathematica中用到循环结构的时候,先想一想,是不是可用Table函数代替。

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