📅  最后修改于: 2023-12-03 14:56:00.649000             🧑  作者: Mango
马尔可夫链是一种随机过程,它具有马尔可夫性,即未来状态只与当前状态有关,与历史状态无关。马尔可夫链的状态可以是连续的(如气温,股票价格)或离散的(如投掷硬币,骰子游戏),而且具有概率转移矩阵。
我们可以使用概率转移矩阵计算给定时间状态的概率。假设我们有一个马尔可夫链,它具有状态空间S和概率转移矩阵P。我们可以使用P的n次方来计算在n时刻达到状态i的概率。
换句话说,我们可以通过计算P的n次方中的第i行来计算在n时刻达到状态i的概率。这个方法被称为幂法(power method)。
def get_state_probability_at_time_n(state_index, n, transition_matrix):
"""
获取在n时刻状态编号为state_index的概率
:param state_index: 状态编号
:param n: 时间
:param transition_matrix: 概率转移矩阵
:return: 概率
"""
# 将概率转移矩阵转换为numpy数组
transition_matrix = np.array(transition_matrix)
# 计算概率转移矩阵的n次方
p_at_n = np.linalg.matrix_power(transition_matrix, n)
# 返回第state_index行的和
return p_at_n[state_index].sum()
## 马尔可夫链介绍
马尔可夫链是一种随机过程,它具有马尔可夫性,即未来状态只与当前状态有关,与历史状态无关。马尔可夫链的状态可以是连续的(如气温,股票价格)或离散的(如投掷硬币,骰子游戏),而且具有概率转移矩阵。
## 获取给定时间状态的概率
我们可以使用概率转移矩阵计算给定时间状态的概率。假设我们有一个马尔可夫链,它具有状态空间S和概率转移矩阵P。我们可以使用P的n次方来计算在n时刻达到状态i的概率。
换句话说,我们可以通过计算P的n次方中的第i行来计算在n时刻达到状态i的概率。这个方法被称为幂法(power method)。
```python
def get_state_probability_at_time_n(state_index, n, transition_matrix):
"""
获取在n时刻状态编号为state_index的概率
:param state_index: 状态编号
:param n: 时间
:param transition_matrix: 概率转移矩阵
:return: 概率
"""
# 将概率转移矩阵转换为numpy数组
transition_matrix = np.array(transition_matrix)
# 计算概率转移矩阵的n次方
p_at_n = np.linalg.matrix_power(transition_matrix, n)
# 返回第state_index行的和
return p_at_n[state_index].sum()
请注意,此示例使用Python编写,并使用numpy库执行矩阵操作。