Python 2.7中map生成函数值列表乘浮点数报错的咨询

• 触发报错的核心逻辑：Python原生列表、元组这类内置序列类型，只支持和整数做乘法运算，运算规则是把序列内的元素重复N次拼接成新序列；如果和浮点数相乘，Python无法识别操作逻辑，就会抛出can't multiply sequence by non-int of type 'float'的报错。
• 代码里的APF、mod目前都是原生Python列表类型，直接和浮点数做乘法刚好触发了这个规则限制。
• 代码里还有几处隐藏的笔误，就算解决了列表乘法的问题，也会阻塞运行：
  • 变量名拼写错误：sgima = (2*math.pi/1530)*APF定义的变量名是sgima，下一行sig = sigma + delta引用的是不存在的sigma变量，会触发NameError
  • 常量输入错误：kaa = (math.pi/l1530)*mod里的l1530是把数字1530错打为小写字母L开头的字符串，同样会触发NameError
  • Python2整数除法坑：apFunc里的(x-(5/2))/5片段，在Python2环境下两个整数相除会做截断取整，5/2的结果是2而非2.5，会导致高斯包络的中心位置偏移，和设计逻辑不符

NumPy数组天生支持逐元素和浮点数的乘法、加减法、幂运算、开方操作，不需要反复转原生列表，修改只需要几处调整：

1. 去掉所有把np.arange生成结果转成原生list的操作，直接用NumPy数组承载定义域序列
2. 把自定义函数里用math库的标量函数替换为NumPy对应的向量化函数，让函数可以直接接收整个数组输入，不需要用map逐点遍历
3. 修正所有笔误，直接用数组的逐元素运算逻辑写后续公式
   修改后的可运行代码：

import numpy as np
import math
import cmath

delta  = 2.0*math.pi*1.46*((1.0/1530)-(1.0/1550))

#定义主函数，把math库的标量方法替换为NumPy向量化方法
def apFunc(x):
    # 修正整数除法问题，5/2改为5.0/2
    return np.exp(-4*np.log(2)*((x-(5.0/2))/5)**2)*(1+np.cos((2*np.pi/0.001)*x))
# 去掉list()包裹，直接用NumPy数组作为定义域
Domain = np.arange(0,5,0.001)
APF    = apFunc(Domain)

#定义调制函数，同样替换为NumPy向量化方法
def modFunc(x):
    return (1+np.cos((2*np.pi/0.001)*x))
d      = np.arange(0,5,0.001)
mod    = modFunc(d)

#修正笔误，直接用数组和浮点数逐元素运算
sigma  = (2*np.pi/1530)*APF
sig    = sigma + delta
# 把l1530修正为1530
kaa    = (np.pi/1530)*mod
# NumPy数组直接支持逐元素平方、加和、开方
gamma  = np.sqrt(sig**2 + kaa**2)

如果不想改动现有列表结构，要实现列表逐元素和浮点数相乘的效果，需要用列表推导式对每个元素单独做乘法，不能直接用*运算符：

• 原来直接写sigma = (2*math.pi/1530)*APF会报错，改成逐元素遍历：

scale_sigma = 2*math.pi/1530
sigma = [scale_sigma * val for val in APF]

• 后续算sig、kaa、gamma的逐元素运算，也需要用列表推导式配合zip遍历实现：

sig = [val + delta for val in sigma]
scale_kaa = math.pi/1530
kaa = [scale_kaa * val for val in mod]
gamma = [math.sqrt(s**2 + k**2) for s, k in zip(sig, kaa)]

这种方式的运行效率比NumPy数组方案低很多，仅适合短序列的简单运算。 #

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vahid Talebi