如何给NumPy矩阵中非对角线元素统一添加常数？

这里有几种简洁高效的实现方式，直接针对需求解决问题：

方法1：掩码矩阵法 #

先构造一个和原矩阵同形状的掩码，将对角线设为0，其余为1，再用掩码配合常数完成加法操作：

import numpy as np

matrix = np.array([[1, 2, 3],
                   [4, 5, 6],
                   [7, 8, 9]])
constant = 10

# 创建掩码：对角线为0，其余位置为1
mask = np.ones_like(matrix)
np.fill_diagonal(mask, 0)

# 给非对角线元素加常数
matrix += mask * constant
print(matrix)

输出结果：

[[ 1 12 13]
 [14  5 16]
 [17 18  9]]

方法2：直接索引非对角线元素 #

利用NumPy的索引功能，精准定位所有行号不等于列号的元素，直接批量修改：

import numpy as np

matrix = np.array([[1, 2, 3],
                   [4, 5, 6],
                   [7, 8, 9]])
constant = 10

# 生成行列索引矩阵，筛选出行≠列的位置
rows, cols = np.indices(matrix.shape)
non_diag_pos = rows != cols

# 给非对角线元素加常数
matrix[non_diag_pos] += constant
print(matrix)

方法3：先全加再恢复对角线 #

先给整个矩阵加上常数，再把对角线元素替换回原矩阵的数值，适合快速实现：

import numpy as np

matrix = np.array([[1, 2, 3],
                   [4, 5, 6],
                   [7, 8, 9]])
constant = 10

# 先给所有元素加常数
new_matrix = matrix + constant
# 将对角线替换为原矩阵的对角线值
np.fill_diagonal(new_matrix, matrix.diagonal())
print(new_matrix)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bibin Jose