在 Python 中繪制分段函數

Question

我想使用 Matplotlib 在 Python 中繪制以下分段函數，從 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 我創建一個數組

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])

我嘗試過諸如...

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

但是我沒有正確使用這些功能，現在只是隨機猜測如何做到這一點。

一些答案開始出現......但這些點正在連接成情節上的一條線。 我們如何只繪制點？

Answer 1

一些答案開始出現......但這些點正在連接成情節上的一條線。 我們如何只繪制點？

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()

Answer 2

問題是函數f不接受一個數組作為輸入，而是一個單一的數字。 你可以：

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

map函數接受一個函數f ，一個數組x並返回另一個數組，其中函數f應用於數組的每個元素。

Answer 3

您可以在數組上使用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]))

Answer 4

附加工作但需要一些額外的處理。 np 的分段工作正常。 可以對任何函數執行此操作：

`

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])

`

Answer 5

如果您使用的是 python 2.x，則 map() 返回一個列表。 所以你可以這樣寫代碼：

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，則 map() 返回一個迭代器。 所以將地圖轉換為列表。

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

Answer 6

除了零度量的區間外，您的函數是連續的。 在我看來，繪制它的正確方法是

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]: