numpyの行列の計算

前提・実現したいこと

python初心者です。
numpyで行列の計算を行なってシンプレックス法の一部の係数を合わせて計算する関数を作りたいです。ある行の値全てを別の変数に保存してその変数を使って、他の行と係数を合わせて引き算をしたくコードを書きました。

しかし、出力してみると別の変数に保存したはずなのにある行そのものが係数をかけられた違う値に変わっていました。

発生している問題・エラーメッセージ

期待している出力↓
[[  8.           0.           1.66666667]
 [  2.           0.           0.66666667]
 [  6.           1.           0.33333333]
 [ 12.           0.          -0.33333333]]

実際の出力↓
[[  8.           0.           1.66666667]
 [  2.           0.           0.66666667]
 [-12.          -2.          -0.66666667]
 [ 12.           0.          -0.33333333]]

該当のソースコード

python
1sim = np.array([[14,1,2],[8,1,1],[18,3,1],[0,-2,-1]],dtype = 'float')
2m = 4 #simの行
3n = 3 #simの列
4min_gen_m = 2
5min_n = 1
6def sum():
7    gyakusu = 1/sim[int(min_gen_m),int(min_n)]
8    sim[min_gen_m,:] *= gyakusu
9    for i in range(m):
10        if i != min_gen_m:
11            k = sim[min_gen_m,:]
12            k *= sim[i,min_n]
13            sim[i,:] -= k
14    print(sim)

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

スライスがコピーを作らないのが原因ですね。ひとまず動くコードを置きます。
途中一箇所だけに..copyを使っている点に注目してください。

Python
1sim = np.array([[14,1,2],[8,1,1],[18,3,1],[0,-2,-1]],dtype = 'float')
2m = 4 #simの行
3n = 3 #simの列
4min_gen_m = 2
5min_n = 1
6def sum():
7    gyakusu = 1/sim[int(min_gen_m),int(min_n)]
8    sim[min_gen_m,:] *= gyakusu
9    for i in range(m):
10        if i != min_gen_m:
11            k = sim[min_gen_m,:].copy()
12            k *= sim[i,min_n]
13            sim[i,:] -= k
14    print(sim)

説明

問題箇所は次の部分です。

python
1k = sim[min_gen_m,:]
2k *= sim[i,min_n]
3sim[i,:] -= k

ここでkは行列のコピーだとしてコードを書いていると思いますが、実際にはコピーせずに元のsimの一部分への参照がkに代入されています。これは次のようなコードで試すとよく分かると思います。

Python
1a = np.arange(4).reshape(2, 2)
2
3a0 = a[0, :] # 一行目のスライスをa0に代入
4print(a)     # 中身の確認
5# [[0 1]
6#  [2 3]]
7print(a0)    # 中身の確認
8# [0 1]
9
10a0 += 10 # a0という新しい行列だけを操作しているつもりが・・・
11print(a) # 元の配列がされてしまう。
12# [[10 11]
13#  [ 2  3]]