如何在Python中让函数重复调用同一参数N次（以block_diag为例）

问题背景 #

需要实现一个函数，传入矩阵和重复次数N，调用scipy.linalg.block_diag生成将该矩阵沿对角线重复N次的块对角矩阵。手动重复参数（如写7次matrix）能得到正确结果，但动态实现时遇到维度错误：

• 尝试block_diag(matrix*NDimen)：生成的矩阵维度不符合预期（期望行长度21，实际仅3）
• 尝试block_diag([matrix]*NDimen)：抛出ValueError，提示参数维度超过2

解决方案 #

利用Python的可变参数解包（*操作符），将重复N次的矩阵列表解包为block_diag的独立参数，和手动重复传入的效果完全一致。

修正后的代码 #

from scipy.linalg import block_diag

mat = [[0.22463041,  0.97444404,  0.], [0.97444404, -0.22463041,  0.], [ 0., 0., 1.]]
NDim = 7

def block_diagonal_matrix(matrix, NDimen):
    """
    该函数通过沿对角线重复输入矩阵生成块对角矩阵。

    参数:
        matrix: 输入矩阵。
        NDimen: 输入矩阵沿对角线重复的次数。

    返回:
        BlockDiagMat: 沿对角线重复输入矩阵后得到的块对角矩阵。
    """
    # 用*解包列表，将每个matrix作为独立参数传入block_diag
    BlockDiagMat = block_diag(*[matrix]*NDimen)
    return BlockDiagMat

# 调用测试
result = block_diagonal_matrix(mat, NDim)
print(f"结果矩阵的维度: {result.shape}")  # 输出 (21, 21)，符合预期

错误原因说明 #

1. matrix*NDimen：对于列表形式的矩阵，此操作是将矩阵的行重复NDimen次，生成一个更长的二维列表，block_diag会将其视为单个块，因此维度错误。
2. [matrix]*NDimen：直接传入该列表时，block_diag会把整个列表当作一个参数，而列表内的元素是矩阵，相当于传入了三维结构，触发维度错误。
3. *[matrix]*NDimen：通过*解包列表，将列表中的每个matrix作为独立参数传递给block_diag，等价于手动写block_diag(matrix, matrix, ..., matrix)（共NDimen次），完全符合函数的参数要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ryan