如何使用matplotlib绘制此步骤函数？

Question

如何在matplotlib上绘制以下函数：

对于[n,n+1]中的所有区间t，n偶数的f(t)=1和n奇数的f(t)=-1。这基本上是一个step函数，f(t)=1从0到1，f(t)=-1从1到2，f(t)=1从2到3，f(t)=-1从3到4，等等。

到目前为止，这是我的代码：

t = arange(0,12)

def f(t):
    if t%2 == 0:
        for t in range(t,t+1):
            f = 1
        if t%2 != 0:
            for t in range(t,t+1):
                f = -1

这是这个代码的过程：

1. 定义t在0到12之间。
2. 定义函数f(t)。
3. 如果t是偶数整数，则使用该语句，因此它将考虑t=0,2,4,6,8,10,12。
4. 使用for循环可以为每个整数定义f=1。
5. 对t的奇数值重复。

您能看到这段代码有什么根本问题吗？我让事情变得复杂了吗？

当我试图用

matplotlib.pyplot.plot(t,f,'b-')
matplotlib.pyplot.show()

我得到一个ValueError，上面写着"x和y必须有相同的第一维“。

这里出什么问题了？

Answer 1

可以使用numpy.repeat将数组t中的元素加倍，并使用1 - 2 * (t%2)构建(-1,1)模式

t = np.arange(13)
f = np.repeat(1 - 2 * (t%2), 2)[:-1]
t = np.repeat(t, 2)[1:]

In [6]: t
Out[6]: 
array([ 0,  1,  1,  2,  2,  3,  3,  4,  4,  5,  5,  6,  6,  7,  7,  8,  8,
        9,  9, 10, 10, 11, 11, 12, 12])

In [7]: f
Out[7]: 
array([ 1,  1, -1, -1,  1,  1, -1, -1,  1,  1, -1, -1,  1,  1, -1, -1,  1,
        1, -1, -1,  1,  1, -1, -1, 1])

也许更容易的是：

In  [8]: n = 12
In  [9]: t = np.repeat(np.arange(n+1), 2)[1:-1]
In [10]: f = np.array([1,1,-1,-1]*(n//2))