[解決済み] Matplotlib: TypeError: 'numpy.float64' 型の非インテムをシーケンスに掛けることはできません。

質問

matplotlibのグラフに最適解の直線をあてはめようとしています。x と y は同じ 1 次元を持っていないというエラーが出続けます。しかし、両方とも長さが15です。私は何を間違えているのでしょうか？

import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import stats
import numpy as np

x = [0.46,0.59,0.68,0.99,0.39,0.31,1.09,0.77,0.72,0.49,0.55,0.62,0.58,0.88,0.78]
y = [0.315,0.383,0.452,0.650,0.279,0.215,0.727,0.512,0.478,0.335,0.365,0.424,0.390,0.585,0.511]
xerr = [0.01]*15
yerr = [0.001]*15

plt.rc('font', family='serif', size=13)
m, b = np.polyfit(x, y, 1)
plt.plot(x,y,'s',color='#0066FF')
plt.plot(x, m*x + b, 'r-') #BREAKS ON THIS LINE
plt.errorbar(x,y,xerr=xerr,yerr=0,linestyle="None",color='black')
plt.xlabel('$\Delta t$ $(s)$',fontsize=20)
plt.ylabel('$\Delta p$ $(hPa)$',fontsize=20)
plt.autoscale(enable=True, axis=u'both', tight=False)
plt.grid(False)
plt.xlim(0.2,1.2)
plt.ylim(0,0.8)
plt.show()

エラー

---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
~\AppData\Local\Temp/ipykernel_34116/1820029981.py in <module>
      7 m, b = np.polyfit(x, y, 1)
      8 plt.plot(x,y,'s',color='#0066FF')
----> 9 plt.plot(x, m*x + b, 'r-') #BREAKS ON THIS LINE
     10 plt.errorbar(x,y,xerr=xerr,yerr=0,linestyle="None",color='black')
     11 plt.xlabel('$\Delta t$ $(s)$',fontsize=20)

TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'numpy.float64'

解決方法は？

を作成する必要があります。 x と y リストではなく、numpyの配列です。

x = np.array([0.46,0.59,0.68,0.99,0.39,0.31,1.09,
              0.77,0.72,0.49,0.55,0.62,0.58,0.88,0.78])
y = np.array([0.315,0.383,0.452,0.650,0.279,0.215,0.727,0.512,
              0.478,0.335,0.365,0.424,0.390,0.585,0.511])

この変更により、期待通りのプロットが生成されます。もしそれらがリストであれば m * x を実行すると、期待した結果にはならず、空のリストが生成されます。なお m は numpy.float64 スカラーであり、Pythonの標準的な float .

実はこれ、Numpyのちょっと怪しげな動作だと思っているんです。通常のPythonでは、リストと整数の掛け算は、リストを繰り返すだけです。

In [42]: 2 * [1, 2, 3]
Out[42]: [1, 2, 3, 1, 2, 3]

を実行するとエラーが発生します。

In [43]: 1.5 * [1, 2, 3]
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-43-d710bb467cdd> in <module>()
----> 1 1.5 * [1, 2, 3]
TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'float'

不思議なのは、PythonのリストとNumpyのスカラーを掛け合わせると、どうやらうまくいくらしいことです。

In [45]: np.float64(0.5) * [1, 2, 3]
Out[45]: []

In [46]: np.float64(1.5) * [1, 2, 3]
Out[46]: [1, 2, 3]

In [47]: np.float64(2.5) * [1, 2, 3]
Out[47]: [1, 2, 3, 1, 2, 3]

つまり、floatが切り捨てられintになり、その後、リストを繰り返すというPythonの標準的な動作になるようですが、これは非常に予想外の動作です。一番いいのは、エラーを出すか（そうすればStackoverflowで質問する代わりに自分で問題を発見できたでしょう）、期待通りの要素ごとの乗算を表示すること（そうすればあなたのコードはうまくいったでしょう）でしょう。興味深いことに、リストとNumpyのスカラーとの足し算はうまくいくのです。

In [69]: np.float64(0.123) + [1, 2, 3]
Out[69]: array([ 1.123,  2.123,  3.123])