Python中的数组和列表类似，但数组要求所有元素类型相同，通常通过array模块实现。数组比列表更高效，适合数值计算。NumPy是Python的科学计算核心库，提供了强大的多维数组对象ndarray。NumPy数组比Python原生数组更高效，支持向量化操作和广播功能。矩阵是NumPy中的二维数组专用类型，通过mat或matrix函数创建。矩阵类重载了运算符，使得矩阵乘法可以直接用*操作符。不过NumPy官方现在推荐使用二维数组代替矩阵类型，因为数组更通用且功能更全面。NumPy数组和矩阵支持各种数学运算、线性代数操作、傅里叶变换等，是科学计算、机器学习等领域的基础数据结构。它们存储在连续内存中，运算效率远高于Python原生列表。