No necesitas implementar ningún bucle si dices que estás usando numpy
. Tienes la función numpy.linalg.matrix_power()
. Por ejemplo:
import numpy as np
a = np.array([ [1,1],
[0,1] ])
result = np.linalg.matrix_power(a, 4)
print(result)
Resultado:
[[1 4]
[0 1]]
También, para una sintaxis más cómoda, puedes crear a
como una matriz (matrix) en lugar de un array. En ese caso puedes usar el operador **
para elevarlo a una potencia:
import numpy as np
a = np.matrix([ [1,1],
[0,1] ])
result = a**4
print(result)
[[1 4]
[0 1]]
Actualización
Si pese a disponer de numpy (que puede resolverte el problema con menos código y más eficiente, por estar implementado en C por debajo), quieres hacer la multiplicación "a mano" (es decir, implementando en python los bucles necesarios), entonces tu código estaba casi bien, pero tenía algún error de lógica.
Voy a ceñirme a tu código, usando tus mismos nombres de variables (aunque la elección de nombres no es la mejor), para que te sea más fácil ver dónde lo hacías mal. En todo caso, una implementación más limpia es la que te ha dado Daniel Urencio en otra respuesta.
La variable mat1
contiene la matriz que quieres elevar a una potencia. La variable mat2
es una copia de la misma matriz. Entiendo que es la matriz por la que vas a multiplicar mat1
, y que por tanto en la primera iteración del bucle es igual a mat1
para que el resultado sea mat1
al cuadrado, pero en las siguientes iteraciones mat2
debería contener el resultado de la multiplicación anterior, para que así se vaya "acumulando" una multiplicación sobre otra, llegando a la potencia deseada.
Tus fallos serían:
Necesitas una tercera matriz auxiliar que contenga el resultado de la multiplicación mientras la estás calculando. Entiendo que ese es el papel de mat3
en tu código. Esta variable por tanto debería ser inicializada con ceros antes de comenzar la multiplicación (es decir, antes del for r
). Este es tu primer fallo.
Por otro lado, una vez se ha terminado de computar la multiplicación (es decir, al salir del bucle for r
, el resultado que tenemos en mat3
debe ser copiado a mat2
(este es tu segundo fallo, que haces esa copia dentro del bucle más interno, y sobre la matriz mat1
en lugar de mat2
).
No veo para qué sirve la matriz adicional temp
, que podemos eliminar (tercer fallo, aunque no afecta al funcionamiento).
Finalmente, la variable itera
es el número de iteraciones que se hará en el bucle exterior. Si itera=2 por ejemplo, el bucle se hará dos veces. En la primera iteración se calcula AxA, y en la segunda (AxA)xA, por lo que al final la potencia sería 3. Lo veo un poco confuso, pues es más fácil de entender si en lugar del número de iteraciones, especificas la potencia a la que lo quieres elevar. No es un fallo, pero mejora la legibilidad.
Al salir de todos los bucles, el resultado estará en mat3
o mat2
que valen lo mismo. Este sería el código con las correcciones antes indicadas:
import numpy as np
fil1=2
col1=2
fil2=fil1
col2=col1
mat1 = np.array([ [1,1], [0,1] ])
mat2 = mat1
print('Matriz A:\n',mat1)
potencia = 3
for i in range (0, potencia-1):
mat3 = np.zeros((fil1,col1))
for r in range(0,fil1):
for c in range (0,col1):
for k in range (0,fil2):
mat3[r,c]+=mat1[r,k] * mat2[k,c]
mat2=mat3
print('Potencia:', potencia, '\n', mat3)
Matriz A:
[[1 1]
[0 1]]
Potencia: 3
[[1. 3.]
[0. 1.]]