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Operaciones en matrices con Python – Creando la clase Base

Operaciones en matrices con Python

Hola a todos, luego de un tiempo sin escribir aquí les traigo esta entrada, la cual espero los ayude a entender este tema tan recurrente, como es el realizar operaciones en matrices con Python. En esta entrada veremos que es una matriz, y crearemos la clase que nos servirá de base para realizar las operaciones en las pr

Hasta el momento las entradas de esta serie han sido las siguientes:

Creando la clase Base

Suma de matrices

Producto por un escalar

Producto de matrices (Pendiente)

Transpuesta (Pendiente)

¿Qué es una matriz?

Las matrices son arreglos k-dimensionales donde se almacenan valores que pueden ser accedidos por indices. En las matemáticas, se conocen desde el año 200 a.C. y siempre han estado vinculadas al estudio de sistemas de ecuaciones. Toda una rama de esta ciencia está dedicada al estudio de matrices y durante mucho tiempo han sido ampliamente invetigadas.

Probablemente el caso más conocido de matriz se tenga cuando k = 2 (bidimensional), con n filas y m columnas, básicamente lo que se entiende por una tabla. A continuación podemos observar una matriz cuadrada donde n = m = 3.

operaciones en matrices con python

operaciones en matrices con python

Entre las operaciones más comunes en matrices se encuentran la suma, la resta y la multiplicación. Para comenzar el estudio de dichas operaciones, primero crearemos una clase matrix que represente a la estructura de datos y que en su momento servirá como contendor para diferentes funciones aplicadas sobre matrices.

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
# author: Gabriel Cueto <TheMushr00m - @Mushr00m_Dev>


class Matrix:
    _n = 0
    _m = 0
    _elems = None

    def __init__(self, n, m):
        """Inicializa la matriz con valor 0 en cada posición"""
        self._n = n
        self._m = m
        self._elems = []
        for i in range(self._n):
            self._elems.append([])
            for j in range(self._m):
                self._elems[i].append(0)

    def define_elem(self, i, j, v):
        """ Sobreescribe el valor de una celda """
        self._elems[i][j] = v

    def show_matrix(self):
        """ Imprime los valores almacenados en la matriz """
        for i in range(self._n):
            for j in range(self._m):
                # Imprime de una forma elegante la matriz
                print("| {0} ".format(self.get_value_of_position(i, j)), sep=',', end='')
            print('|\n')

    def get_cols(self):
        """ Devuelve el número de columnas en la matriz """
        return self._m

    def get_rows(self):
        """ Devuelve el número de filas en la matriz """
        return self._n

    def get_value_of_position(self, i, j):
        return self._elems[i][j]

    cols = property(fget=get_cols)
    rows = property(fget=get_rows)

Como podrás observar, la matriz se inicializa con valor 0 en cada celda, y la modificación de estos valores tiene lugar mediante el método define_elem. Ahora es el momento de escribir el código para poder lograr nuestro objetivo, realizar operaciones en matrices. Esta de más decir, que los próximos métodos serán declarados como parte de la clase anterior.

Si deseas probar el código y visualizar como se genera la matriz, corre lo siguiente ya que tengas el código de la clase:

m = Matrix(3, 3)
m.show_matrix()

Espero el código de nuestra clase base haya quedado claro, si tienes alguna pregunta no dudes en hacerla en los comentarios, o mediante twitter.

Nuevamente te hago la invitación de que me sigas en mis redes, Twitter, Facebook, para que estes pendiente de nuevas entradas, charlas, proyectos, compartas contenido, etc.

Te pido una disculpa por si el código no se visualiza correctamente (sin identación), ya me encuentro trabajando en revisar esto, aunque creo que voy a enfocarme en el rediseño que estoy llevando a cabo para poder tenerlo pronto, sin embargo puedes encontrar todo el código en su repositorio de GitHub.

Gracias por leer la entrada, y no te pierdas las próximas donde realizaremos las operaciones con matrices. Saludos.

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