如何在numpy.piecewise中指定范围（每个范围有2个条件）

Question

我正在尝试构建一段分段函数来进行数字信号处理，但是我无法让numpy.piecewise允许我指定一个范围。

这是我想输入的内容：

t = np.arange(-10,10,1)
x = lambda x: x**3
fx = np.piecewise(t, [t < -1 and t>-2, t <= 0 and t>-1, t>=0 and t<1,t>1 and t<2], [x(t + 2), x(-t),x(t),-x(2-t)])
plot(t,fx)

然而，我收到了一个错误：“ValueError：数组中具有多个元素的真值不明确。使用a.any()或a.all()”

经过分析该函数，似乎问题在于此函数不允许在一个条件语句中包含两个条件，例如：t < -1 and t>-2

但我认为允许指定范围对于许多分段函数至关重要。有没有办法做到这一点？

谢谢！

- Pswiss87

Answer 1

这是因为您不能在numpy数组上使用and。您需要将and替换为*，将or替换为+，用于numpy布尔数组。(并且不要忘记添加括号)。

- Nicolas Barbey

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虽然结果相同，但使用位运算符“&”和“|”可能是更好的实践。 - Jaime

是的，那就是问题所在。谢谢！我也同意Jamie的看法，按位运算符可能是最好的选择。 - Pswiss87

Answer 2

除了Nicolas的回答之外，还有另一个问题是每个funclist元素必须是可调用的，如果您想使用piecewise。您更正后的代码将如下所示：

t = np.arange(-2,2,.01)
f1 = lambda t: (t+2)**3
f2 = lambda t: (-t)**3
f3 = lambda t: (t)**3
f4 = lambda t: -(2-t)**3
fx = np.piecewise(t, [(t< -1)*(t>=-2), (t <= 0) * (t>=-1), (t>0) * (t<1),(t>=1) * (t<=2)], [f1,f2,f3,f4])
plot(t,fx)

相反，您可以使用 select

t = np.arange(-2,2,.01)
f = lambda x: x**3
fx = np.select([(t< -1)*(t>=-2), (t <= 0) * (t>=-1), (t>0) * (t<1),(t>=1) * (t<=2)], [f(t+2),f(-t),f(t),-f(2-t)])
plot(t,fx)

此外，select 允许您通过将其传递到参数 default 中，在定义的间隔之外设置默认值。如果您想要在区间 (-10,10) 内保持间隔，则可能需要这样做。

- gg349

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好的观点 -> 在这种情况下，选择会是我首选的函数。我运行了代码，它绘制出了我希望的图形。谢谢！ - Pswiss87