在 Python 中绘制分段函数答案

【问题标题】：Plot Piecewise Function in Python在 Python 中绘制分段函数
【发布时间】：2015-10-16 18:39:59
【问题描述】：

我想使用 Matplotlib 在 Python 中绘制以下分段函数，从 0 到 5。

f(x) = 1, x != 2; f(x) = 0, x = 2

在 Python 中...

def f(x):
 if(x == 2): return 0
 else: return 1

使用 NumPy 创建一个数组

x = np.arange(0., 5., 0.2)

    array([ 0. ,  0.2,  0.4,  0.6,  0.8,  1. ,  1.2,  1.4,  1.6,  1.8,  2. ,
        2.2,  2.4,  2.6,  2.8,  3. ,  3.2,  3.4,  3.6,  3.8,  4. ,  4.2,
        4.4,  4.6,  4.8])

我尝试过...

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(x,f(x))

或者……

vecfunc = np.vectorize(f)
result = vecfunc(t)

或者……

def piecewise(x):
 if x == 2: return 0
 else: return 1

import matplotlib.pyplot as plt
x = np.arange(0., 5., 0.2)
plt.plot(x, map(piecewise, x))

ValueError: x and y must have same first dimension

但我没有正确使用这些功能，现在只是随机猜测如何做到这一点。

一些答案开始出现......但是这些点被连接成情节上的一条线。我们如何绘制点？

【问题讨论】：

标签： python python-3.x numpy matplotlib

【解决方案1】：

问题在于函数f 不将数组作为输入，而是将单个数字作为输入。你可以：

plt.plot(x, map(f, x))

map 函数接受函数 f、数组 x 并返回另一个数组，其中函数 f 应用于数组的每个元素。

【讨论】：

将使用我使用的代码更新我的帖子，但我得到了，ValueError: x and y must have same first dimension
plt.plot 需要一个数组或列表，而不是生成器（这是map 返回的），使用：plt.plot(x, list(map(piecewise, x)))
现在绘图...但是这些点被一条线连接...如何绘制点？
@DanCiborowski-MSFT 您可以使用plt.scatter 而不是plt.plot 以仅绘制点

【解决方案2】：

你可以在数组上使用np.piecewise：

x = np.arange(0., 5., 0.2)
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(x, np.piecewise(x, [x  == 2, x != 2], [0, 1]))

【讨论】：

试图用这种方法来视觉解决一个极限问题。看看这张图表，你会认为极限是 0... 并且缩小 0.2 会导致垂直线 a x=2... 无论如何不要连接线的点？
@DanCiborowski-MSFT，你可以选择你想要的任何类型的图，如果你想要散点图然后使用散点图
这给了我错误 []

【解决方案3】：

一些答案开始出现......但要点正在在情节上连接成一条线。我们如何绘制点？

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def f(x):
 if(x == 2): return 0
 else: return 1

x = np.arange(0., 5., 0.2)

y = []
for i in range(len(x)):
   y.append(f(x[i]))

print x
print y

plt.plot(x,y,c='red', ls='', ms=5, marker='.')
ax = plt.gca()
ax.set_ylim([-1, 2])

plt.show()

【讨论】：

【解决方案4】：

追加有效，但需要一些额外的处理。 np 的分段工作正常。可以对任何功能执行此操作：

`

import math
import matplotlib as plt

xs=[]
xs=[x/10 for x in range(-50,50)]   #counts in tenths from -5 to 5

plt.plot(xs,[f(x) for x in xs])

`

【讨论】：

【解决方案5】：

如果您使用的是 python 2.x，map() 会返回一个列表。所以你可以这样写代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np


def f(t):
    if t < 10:
        return 0;
    else:
        return t * t - 100;


t = np.arange(0, 50, 1)

plt.plot(t, map(f, t), 'b-')

plt.show()

如果您使用的是 python 3.x，map() 返回一个迭代器。所以将地图转换为列表。

plt.plot(t, list(map(f, t)), 'b-')

【讨论】：

【解决方案6】：

您的函数是连续的，除了零度量的间隔。在我看来，绘制它的正确方法是

In [8]: import matplotlib.pyplot as plt
   ...: plt.plot((0, 5), (1, 1), color='blue', label='Discontinuos function')
   ...: plt.scatter(2, 0, color='blue')
   ...: plt.grid()
   ...: plt.legend()
   ...: plt.show()

In [9]:

【讨论】：