python的*和**的区别

Python 的 * 和 ** 的区别

简介

在 Python 中，* 和 ** 是两个常用的运算符。它们都用于乘法运算，但它们在语法和语义上的行为却有所不同。理解这两者的区别对于有效地使用 Python 至关重要。

语法

运算符是一个星号，它用于两个数字或序列的乘法。

** 运算符是两个星号，它用于矩阵乘法或点乘。

语义

数字乘法

运算符用于对两个数字进行标量乘法，结果是一个单数字。

例如：

“`python

3 * 5
15
“`

序列乘法

运算符用于对两个序列进行元素逐一乘法，结果是一个新序列，其中每个元素是输入序列对应元素的乘积。

例如：

“`python

[1, 2, 3] * 3
[1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
“`

矩阵乘法

** 运算符用于对两个矩阵进行矩阵乘法。矩阵乘法是矩阵元素的复杂乘法，遵循特定的规则。结果是一个新矩阵，其维度取决于输入矩阵的维度。

例如：

“`python

A = [[1, 2], [3, 4]]
B = [[5, 6], [7, 8]]
np.dot(A, B)
array([[19, 22], [43, 50]])
“`

点乘

对于一维数组（向量），** 运算符还可以用于执行点乘。点乘是向量每个元素的乘积之和。

例如：

“`python

v1 = [1, 2, 3]
v2 = [4, 5, 6]
np.dot(v1, v2)
32
“`

区别总结

| 特征 | * | * |
|—|—|—|
| 语法 | 星号 () | 两个星号 (**) |
| 乘法类型 | 标量乘法、序列乘法 | 矩阵乘法、点乘 |
| 输入 | 数字、序列 | 矩阵、向量 |
| 输出 | 单数字、新序列 | 新矩阵、点乘结果 |
| 包含的库 | 无 | numpy |

性能考虑

一般来说，* 运算符比 * 运算符的性能更好，因为它涉及更简单的操作。但是，对于大型矩阵或向量，* 运算符会使用优化的库函数，这可能会提高性能。

何时使用

运算符应在需要进行标量乘法或序列乘法的情况下使用。

** 运算符应在需要进行矩阵乘法或点乘的情况下使用。

示例

以下是一些使用 * 和 ** 运算符的示例：

“`python

result = 5 * 10 # 结果：50

numbers = [1, 2, 3]
duplicates = numbers * 3 # 结果： [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

A = [[1, 2], [3, 4]]
B = [[5, 6], [7, 8]]
C = np.dot(A, B) # 结果： [[19, 22], [43, 50]]

v1 = [1, 2, 3]
v2 = [4, 5, 6]
dot_product = np.dot(v1, v2) # 结果：32
“`

常见问答

为什么 * 运算符不适用于矩阵乘法？
答：* 运算符只能用于标量乘法和序列乘法。矩阵乘法是一种更复杂的运算，需要使用 ** 运算符和专门的库函数。
什么时候应该使用 * 运算符而不是 * 运算符？
答：* 运算符应该在需要执行矩阵乘法或点乘时使用，而 * 运算符应该在所有其他情况下使用。
* 运算符的性能是否优于 * 运算符？
答：对于小型操作， 运算符的性能可能优于 * 运算符。但是，对于大型矩阵或向量，* 运算符会使用优化的库函数，这可能会提高性能。
如何确定输入是否适合 * 运算符或 * 运算符？
答：根据输入的数据类型和所需的操作，可以确定是否应该使用 * 运算符或 * 运算符。如果需要对数字或序列进行乘法，则应使用 * 运算符。如果需要对矩阵或向量进行乘法，则应使用 ** 运算符。
是否可以在 Python 中重用这些运算符？
答：Python 中不允许重用这些运算符。* 和 ** 运算符的含义是固定的，并且不能赋予它们不同的行为。