Vectors

Vector Operations with Rubix/Tensor

The RubixML/Tensor library provides efficient vector operations for numerical computing in PHP. With its Vector class, developers can perform element-wise arithmetic, dot products, norms, and statistical calculations like mean and variance. These operations are crucial for tasks such as feature scaling, distance measurement, and optimizing machine learning models. Designed for high performance, Tensor enables seamless vector computations without external dependencies.

Example of use:


<?php

use Tensor\Matrix;
use Tensor\Vector;
use Tensor\ColumnVector;
use Tensor\Tensor;

// Create vectors
$vector1 = Vector::build([1, 2, 3, 4, 5]);
$vector2 = Vector::quick([5, 4, 3, 2, 1]);

echo 'Vector 1: ' . render_vector($vector1) . "\n";
echo 'Vector 2: ' . render_vector($vector2) . "\n";

// Vector properties
echo 'Vector 1 Size: ' . $vector1->size() . "\n";
echo 'Vector 1 Shape: [' . implode(', ', $vector1->shape()) . "]\n";

// Vector operations
echo "\nVector Operations:\n";
echo 'Addition: ' . render_vector($vector1->add($vector2)) . "\n";
echo 'Subtraction: ' . render_vector($vector1->subtract($vector2)) . "\n";
echo 'Multiplication: ' . render_vector($vector1->multiply($vector2)) . "\n";
echo 'Division: ' . render_vector($vector1->divide($vector2)) . "\n";
echo 'Scalar Multiplication: ' . render_vector($vector1->multiply(2)) . "\n";
echo 'Dot Product: ' . $vector1->dot($vector2) . "\n";
//echo "Cross Product: " . Vector::quick([1, 0, 0])->cross(Vector::quick([0, 1, 0])) . "\n;

// Vector norms
echo "\nVector Norms:\n";
echo 'L1 Norm: ' . $vector1->l1Norm() . "\n";
echo 'L2 Norm (Magnitude): ' . $vector1->l2Norm() . "\n";
echo 'Max Norm: ' . $vector1->maxNorm() . "\n";

// Vector transformations
echo "\nVector Transformations:\n";
//echo "Normalize (Unit Vector): " . $vector1->normalize() . "\n;
echo 'Absolute Value: ' . render_vector($vector1->abs()) . "\n";
echo 'Square Root: ' . render_vector($vector1->sqrt()) . "\n";
echo 'Exponentiate: ' . render_vector($vector1->exp()) . "\n";
echo 'Log (Natural): ' . render_vector($vector1->log()) . "\n";
echo 'Power of 2: ' . render_vector($vector1->pow(2)) . "\n";

// Vector statistical functions
echo "\nVector Statistics:\n";
echo 'Sum: ' . $vector1->sum() . "\n";
echo 'Product: ' . $vector1->product() . "\n";
echo 'Min: ' . $vector1->min() . "\n";
echo 'Max: ' . $vector1->max() . "\n";
echo 'Mean: ' . $vector1->mean() . "\n";
echo 'Median: ' . $vector1->median() . "\n";
echo 'Variance: ' . $vector1->variance() . "\n";
//echo "Standard Deviation: " . $vector1->std() . "\n;

echo "\n========== ADVANCED OPERATIONS ==========\n";

// Convert between vector types
$standardVector = Vector::build([1, 2, 3]);
$columnVector = ColumnVector::build([1, 2, 3]);

echo 'Standard Vector: ' . render_vector($standardVector) . "\n";
echo "Column Vector:\n";
echo render_column_vector($columnVector);
echo PHP_EOL;
echo 'Column to Row: ' . render_vector($columnVector) . "\n";
echo "Row to Column:\n" . render_column_vector(ColumnVector::build($standardVector->asArray())) . "\n";

// Outer product
echo "Outer Product:\n";
echo array_to_matrix($vector1->outer($vector2)->asArray());
echo PHP_EOL;

// Comparison operations
echo "\nComparison Operations:\n";
echo 'Vector 1 Greater Than 2: ' . render_vector($vector1->greater(2)) . "\n";
echo 'Vector 1 Less Than 3: ' . render_vector($vector1->less(3)) . "\n";
echo 'Vector 1 Equals Vector 2: ' . render_vector($vector1->equal($vector2)) . "\n";
echo 'Vector 1 Not Equals Vector 2: ' . render_vector($vector1->notEqual($vector2)) . "\n";

// Trigonometric operations
echo "\nTrigonometric Operations:\n";
echo 'Sin: ' . render_vector($vector1->sin()) . "\n";
echo 'Cos: ' . render_vector($vector1->cos()) . "\n";
echo 'Tan: ' . render_vector($vector1->tan()) . "\n";

function render_vector(Vector $vector): string {
    return '[' . implode(', ', $vector->asArray()) . ']';
}

function render_column_vector(ColumnVector $vector): string {
    $result = [];

    foreach ($vector->asArray() as $row) {
        $result[] = '[' . $row . ']';
    }

    return implode("\n", $result);
}