在数学和计算机科学中,维度描述了数据结构的复杂性,而标量、向量、矩阵、张量则是不同维度的数据表示形式。它们的关系可以理解为从简单到复杂的扩展,以下是详细解析:
1. 标量(Scalar):0维数据
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定义:单个数值,没有方向,只有大小。
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维度:0维(无索引)。
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示例:
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温度(25℃)、年龄(30岁)、灰度图像的单个像素值(128)。
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特点:基础数据单元,所有复杂结构的起点。
2. 向量(Vector):1维数据
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定义:有序排列的标量集合,具有方向和大小。
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维度:1维(单索引)。
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示例:
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用户特征向量:年龄=25,身高=175cm,月消费=2000元年龄=25,身高=175cm,月消费=2000元。
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坐标点:x=3,y=4x=3,y=4(二维向量)。
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特点:
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可表示单一实体的多个属性。
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支持向量运算(如点积、范数计算)。
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3. 矩阵(Matrix):2维数据
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定义:由行和列组成的二维数组,每个元素是标量。
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维度:2维(行索引 + 列索引)。
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示例:
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灰度图像:32×32矩阵,每个元素表示像素的亮度(0-255)。
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用户-商品评分矩阵:N个用户 × M个商品的评分表。
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特点:
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表示实体与多维度特征的关联。
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支持矩阵乘法、转置等运算。
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