Pyplot绘制分段函数时x轴起始为负值触发NumPy布尔索引报错如何解决

• np.piecewise的分段值匹配规则为：每个分段值如果是数组形式，长度必须和对应条件掩码里True值的数量完全一致；如果是标量则无长度要求。
• 原有代码中，传入的分段值(1/100)*x*np.exp(-x/10)是基于全量x数组（固定100个元素）计算的数组：
  • 当x从0起始时，x >= 0掩码全为True（共100个匹配位置），长度和计算结果完全匹配，程序可正常运行
  • 当x范围改为[-100, 100]时，x >= 0掩码仅包含约50个True值，此时将100长度的数组赋值给50个匹配位置，直接触发长度不匹配报错。

将基于全量x的直接计算，替换为可调用函数形式传入分段值。np.piecewise会自动将每个条件匹配的x子片段传入函数计算，从根源上保证返回结果长度和掩码匹配数完全一致，适配任意x范围：

y = np.piecewise(
    x,
    [x < 0, x >= 0],
    [
        0,  # 标量，无长度匹配要求
        lambda x_segment: (1/100)*x_segment*np.exp(-x_segment/10)  # 接收对应区间的x子集计算
    ]
)

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.linspace(-100, 100, 100)
y = np.piecewise(
    x,
    [x < 0, x >= 0],
    [0, lambda x_sub: (1/100)*x_sub*np.exp(-x_sub/10)]
)
z = -np.exp(-x/10)*((x/10)+1)+1
plt.plot(x, y, 'r', label='test')
plt.legend(loc='right')
plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TNoms