如何在Python中实现文本与多矩阵混合写入TXT文件

我查了不少Python将矩阵写入.txt文件的示例，但没找到简便方法实现需求：把多个矩阵和额外文本混合写入.txt文件（这些文本不是表头，所以用DataFrame方案不适用）。

假设我有以下矩阵：

import numpy as np
M1 = np.zeros((6, 6))
M2 = np.zeros((6, 6))
M3 = np.zeros((6, 6))

我希望每个矩阵标题行下方对应输出其矩阵内容，当前写入代码如下：

with open("example.txt", "w") as f:
    f.write("-------  MATRIX 1 ------------------------------------------------------------\n")    
    f.write("------- MATRIX 2 ---------------------------------------------------------\n")
    f.write("------- MATRIX 3 ---------------------------------------------------------\n")

期望生成的.txt文件格式如下：

-------  MATRIX 1 ------------------------------------------------------------
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
-------  MATRIX 2 ------------------------------------------------------------
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
-------  MATRIX 3 ------------------------------------------------------------
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0

直接用numpy自带的np.savetxt()方法，配合打开的文件句柄，就能在写完标题后直接写入矩阵内容，不用手动遍历每行。

基础实现代码 #

import numpy as np

M1 = np.zeros((6, 6))
M2 = np.zeros((6, 6))
M3 = np.zeros((6, 6))

with open("example.txt", "w") as f:
    # 写入矩阵1的标题和内容
    f.write("-------  MATRIX 1 ------------------------------------------------------------\n")
    np.savetxt(f, M1, fmt="%d", delimiter="    ")
    # 写入矩阵2的标题和内容，前面加换行分隔
    f.write("\n-------  MATRIX 2 ------------------------------------------------------------\n")
    np.savetxt(f, M2, fmt="%d", delimiter="    ")
    # 写入矩阵3的标题和内容，前面加换行分隔
    f.write("\n-------  MATRIX 3 ------------------------------------------------------------\n")
    np.savetxt(f, M3, fmt="%d", delimiter="    ")

关键参数说明 #

• fmt="%d"：指定矩阵元素以整数格式输出，匹配示例里的0；如果是浮点数，可改为fmt="%.2f"来控制小数位数。
• delimiter=" "：用四个空格分隔元素，和期望的格式一致。
• 每个矩阵标题前加\n，避免和上一个矩阵的最后一行连在一起。

批量矩阵简化写法 #

如果矩阵数量多，把标题和矩阵打包成列表，用循环简化代码，后续加新矩阵直接在列表里追加即可：

import numpy as np

# 把标题和对应的矩阵配对
matrix_list = [
    ("-------  MATRIX 1 ------------------------------------------------------------", np.zeros((6, 6))),
    ("-------  MATRIX 2 ------------------------------------------------------------", np.zeros((6, 6))),
    ("-------  MATRIX 3 ------------------------------------------------------------", np.zeros((6, 6))),
]

with open("example.txt", "w") as f:
    for idx, (title, mat) in enumerate(matrix_list):
        if idx != 0:
            f.write("\n")  # 除第一个矩阵外，前面加换行分隔
        f.write(f"{title}\n")
        np.savetxt(f, mat, fmt="%d", delimiter="    ")

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Marc Schwambach