在绘制 mpmath 模块而不是 scipy 中定义的函数时如何管理 "TypeError" 消息？

Question

为了解决我的问题，我必须使用 mpmath 模块中的 gamma 函数而不是 scipy.但是，当变量取自 numpy array 时，我使用 matplotlib.pyplot 绘制我的函数并且 y 值应该在相同的格式。但是在这样做的过程中，我收到了 TypeError 的错误消息，抱怨从 array 到 mpf 的转换。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy.integrate import quad, dblquad
import mpmath as mp


low, up  = 5.630e5, 1.167e12
alpha, threshold = 1.05   , 2.15e10     
beta = 274

def g(x, low, up, beta):
    return mp.gamma(-2/3) * (mp.gammainc(-2/3, beta*(x/low)**3) - mp.gammainc(-2/3, beta*(x/up)**3))

def Integrand1(x, low, up, threshold, alpha, beta):
    return pow(x/threshold, alpha) * g(x, low, up, beta)

def Integrand2(x, low, up, threshold, alpha, beta):
    return g(x, low, up, beta)


def PDF(x, low, up, threshold, alpha, beta):
    A = quad(Integrand1, low, threshold, args=(low, up, threshold, alpha, beta))
    B = quad(Integrand2, threshold, up, args=(low, up, threshold, alpha, beta))
    C=(A[0]+B[0])**(-1)
    y = np.piecewise(x, 
                    [x < threshold], [lambda x: C * pow(x/threshold, alpha) * g(x, low, up, beta), 
                                   lambda x: C *                           g(x, low, up, beta)
                                  ]
                    )
    return y


x_array = np.array(np.logspace(8.2, 11.8, 10))
y_array = PDF(x_array, low, up, threshold, alpha, beta)
plt.plot(x_array, y_array, color='green', linestyle='-')
plt.gca().autoscale(False)
plt.vlines([threshold], 
        plt.gca().get_ylim()[0], plt.gca().get_ylim()[1], 
        linestyles='dashed', color='k', label='')

plt.xscale("log", nonposx='clip')
plt.yscale("log", nonposy='clip')
plt.show()

Traceback (most recent call last): File "test.py", line 35, in y_array = PDF(x_array, low, up, threshold, alpha, beta) File "test.py", line 28, in PDF lambda x: C * g(x, low, up, beta) File "/home/username/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/numpy/lib/function_base.py", line 1344, in piecewise y[condlist[k]] = item(vals, *args, **kw) File "test.py", line 27, in [x < threshold], [lambda x: C * pow(x/threshold, alpha) * g(x, low, up, beta), File "test.py", line 13, in g return mp.gamma(-2/3) * (mp.gammainc(-2/3, beta*(x/low)**3) - mp.gammainc(-2/3, beta*(x/up)**3)) File "/home/username/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/mpmath/functions/expintegrals.py", line 141, in gammainc a = ctx.convert(a) File "/home/username/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/mpmath/ctx_mp_python.py", line 662, in convert return ctx._convert_fallback(x, strings) File "/home/username/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/mpmath/ctx_mp.py", line 614, in _convert_fallback raise TypeError("cannot create mpf from " + repr(x)) TypeError: cannot create mpf from array([ 6.11259157e+09, 9.68780477e+10,
1.53541358e+12, 2.43346654e+13, 3.85678455e+14, 6.11259157e+15])

我需要知道如何 mpf 一个数组，我找到了这些页面 (How to mpf an array) and ()，但我不知道如何将它们应用到我的绘图程序中。

Answer 1

这不是密谋。错误发生在函数 PDF 中，特别是在 np.piecewise 中。正如 documentation 所说，您传递给 piecewise 的 lambda 必须能够采用数组，因为这是 piecewise 将传递给它们的内容。

并且您的函数 g 无法接受数组，因为它使用的 mpmath 函数适用于单个浮点数。解决方案：np.vectorize 包装器：

gv = np.vectorize(g)

然后在 piecewise.

中使用 gv 而不是 g

然后 np.piecewise 将起作用，您将能够继续处理其他错误，例如不匹配的名称 PDF_values 和 y_array。

在绘制 mpmath 模块而不是 scipy 中定义的函数时如何管理 "TypeError" 消息？

How to manage "TypeError" message when plotting functions defined in mpmath module instead of scipy?

arrays

numpy

matplotlib

typeerror

mpmath