Ошибка атрибута: exp в python, работает для одних функций, а не для других

Я пишу код для построения графика нескольких различных функций, многие из которых имеют экспоненту. Вот что у меня есть:

>>> from fractions import Fraction
>>> f13=Fraction('1/3')
>>> f23=Fraction('2/3')
>>> f43=Fraction('4/3')
>>> f53=Fraction('5/3')
>>> f12=Fraction('1/2')
>>> f32=Fraction('3/2')
>>> f56=Fraction('5/6')
>>> fm1=Fraction('-1')
>>> fm23=Fraction('-2/3')
>>> fm32=Fraction('-3/2')
>>> from matplotlib import pyplot as plt
>>> import numpy as np
>>> x=np.arange(0.01,2,0.01)
>>> xa=x/(1+0.1071*x)
>>> rate=(4.817e+6)*(x**fm23)*np.exp(-14.964/(x**f13))*(1+0.0325*(x**f13)-(1.04e-3)*   (x**f23)-(2.37e-4)*x-(8.11e-5)*(x**f43)-(4.69e-5)*(x**f53))+(5.938e+6)*(xa**f56)*(x**fm32)*np.exp(-12.859/(xa**f13))

И когда я вхожу в него, он выдает мне эту ошибку:

Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#22>", line 1, in <module>
  rate=rate=(4.817e+6)*(x**fm23)*np.exp(-14.964/(x**f13))*(1+0.0325*(x**f13)-(1.04e-3)*   (x**f23)-(2.37e-4)*x-(8.11e-5)*(x**f43)-(4.69e-5)*(x**f53))+(5.938e+6)*(xa**f56)*(x**fm32)*np.exp(-12.859/(xa**f13))
AttributeError: exp

Однако я написал тот же код для этой функции:

>>> rate=(7.29e+2)+2.40*((10**3)*(x**fm32)*np.exp(-0.223/x))

И это работает просто отлично. Кто-нибудь знает, что может быть не так?


python numpy attributeerror exp
person Hannah    schedule 24.07.2014    source источник

Ответы (1)


arrow_upward
3
arrow_downward

Типы NumPy плохо сочетаются с fractions.Fraction. В выражении x**f13 x — это обычный массив NumPy типа dtype float64, а f13 — это объект Fraction. В результате выражение x**f13 представляет собой массив с типом dtype object, все элементы которого являются (обычными) числами с плавающей запятой Python, а не числами с плавающей запятой NumPy. По сути, это означает, что NumPy не может определить, какого типа должны быть результаты, поэтому в конечном итоге он хранит набор объектов Python, а не упакованный эффективный однотипный массив.

Во втором выражении, которое вы даете, -0.223/x представляет собой массив NumPy типа dtype float64, поэтому нет проблем с применением к нему np.exp.

Когда вы применяете np.exp массив dtype object, он ищет метод exp для каждого элемента отдельно, и это дает вам AttributeError, который вы видите. Вот пример:

Python 2.6.9 (unknown, Nov 18 2013, 14:53:18) 
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 5.0 (clang-500.2.79)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import numpy as np
>>> x = np.array([0.1, 0.2], dtype=object)
>>> np.exp(x)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: exp

Python 2.7.8 дает немного лучшее сообщение об ошибке, в котором, по крайней мере, упоминается тип объекта, для которого не удалось найти атрибут exp:

AttributeError: 'float' object has no attribute 'exp'

Кажется, это сообщение об ошибке было улучшено в какой-то момент между Python 2.7.5 и Python 2.7.8, хотя я не уверен, когда именно.

Предлагаемое решение: преобразовать ваши экземпляры Fraction в float, прежде чем объединять их с массивами NumPy:

>>> import numpy as np
>>> from fractions import Fraction
>>> np.exp(np.arange(10) ** Fraction(1, 3))  # Fails as above
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: exp
>>> np.exp(np.arange(10) ** float(Fraction(1, 3)))  # Works.
array([ 1.        ,  2.71828183,  3.52514317,  4.23020126,  4.89102089,
        5.52882849,  6.15411272,  6.77291238,  7.3890561 ,  8.0051399 ])

В качестве альтернативы вообще избегайте типа Fraction. На самом деле это ничего не даст вам здесь - точность теряется, как только вы все равно комбинируете с поплавками.

>>> f13 = 1.0 / 3.0  # Look Ma, no fractions!
>>> np.exp(np.arange(10) ** f13)
array([ 1.        ,  2.71828183,  3.52514317,  4.23020126,  4.89102089,
        5.52882849,  6.15411272,  6.77291238,  7.3890561 ,  8.0051399 ])
person Mark Dickinson    schedule 24.07.2014
comment
Привет, на самом деле я использую Python 2.7.5. Я пытался сделать это без импорта numpy (так что это просто exp (и т. д., и т. д.) и from pylab import * вместо команды matplotlib, и это дает мне то же сообщение об ошибке. Я немного смущен вашим ответом. вы говорите написать, например, np.exp(-14.964/(x**float(f13)))? - person Hannah; 24.07.2014
comment
Я бы посоветовал вообще не использовать тип Fraction: например, просто определить f13 как 1.0 / 3.0. Это должно избежать всех вышеперечисленных трудностей. - person Mark Dickinson; 24.07.2014
comment
Ах, извините; похоже, что сообщение об ошибке было улучшено в какой-то момент между 2.7.5 и 2.7.8 (это то, что я тестировал). - person Mark Dickinson; 24.07.2014
comment
Спасибо! Я попробовал это, и теперь это работает. Обидно терять точность, которая приходит с поплавками, но я думаю, что нет никакого способа обойти это? - person Hannah; 24.07.2014
comment
Нет, нет простого способа обойти это (помимо использования некоторого пакета мультиточной арифметики или символьной алгебры, но тогда будьте готовы к тому, что все станет намного медленнее). В тот момент, когда вы применяете операцию power к float и Fraction, преобразование объекта Fraction в float является единственной простой вещью, которую вы можете сделать, чтобы получить ответ. Было бы удивительно, если бы числа с плавающей запятой двойной точности, которые использует Python, не давали достаточной точности для приложения. - person Mark Dickinson; 24.07.2014