<python3>マウスで選択した範囲で一番大きい傾きを求めたい

Question

前提・実現したいこと

右クリックで範囲を選択し、その範囲の中で一番大きい傾きを正と負の方向両方求めたいです。

試したこと

まず、空のリストを作成し、xの増加量とyの増加量をそれぞれ求め、yの増加量/xの増加量をし、それら全てを空のリストに入れ、そのリストの最大値を求めるという求め方を考えましたが、マウスで選択した範囲で求める場合、毎回要素数が変わるため、xの増加量とyの増加量の求め方がわからず悩んでいます。
アドバイスを頂けたら嬉しいです。よろしくお願いします。

該当のソースコード

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def oncmask(event):

    global stat
    global leftind, rightind
    
    ind=np.searchsorted(xdata,event.xdata)
    plt.title("You clicked index="+str(ind))
    if event.button==3 and stat==1:
        leftind=ind
        ax.plot([xdata[ind]],[ydata[ind]],".",color="red")
        stat=2
    elif event.button==3 and stat==2:
        rightind=ind
        ax.plot(xdata[leftind:rightind],ydata[leftind:rightind],color="red")
        stat=3
        print (leftind, rightind)
    elif event.button==1 and event.dblclick==1 and stat==3:
        plt.title("Approved")
        mask[leftind:rightind]=False
        stat=1
    elif event.button==2 and stat==3:  
        plt.title("Canceled")
        ax.plot(xdata[leftind:rightind],ydata[leftind:rightind],color="blue")
        ax.plot([xdata[leftind]],[ydata[leftind]],".",color="green")
        stat=1
    fig.canvas.draw()

def f(x):
      temp =[]
      for index in x:
          temp.append(max(5.*index+10.,-3.*index + 10))
      return temp

xdata = np.linspace(-10, 10, num=201)
ydata = f(xdata)+ 5.*np.random.randn(xdata.size)
mask=np.ones(len(xdata),dtype=bool)

stat = 1
fig=plt.figure()
ax=fig.add_subplot(111)
ax.plot(xdata,ydata)
cid = fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', oncmask)

plt.show()

Answer 1

こんな感じで区間内の傾きの最大最小を求める関数を定義できます。

def man_mix_diff(xs, ys):
    dxs = zip(xs, xs[1:])
    dys = zip(ys, ys[1:])
    def diff(vals):
        xs, ys = vals
        dx = xs[1] - xs[0]
        dy = ys[1] - ys[0]
        return dy / dx
    diffs = list(map(diff, zip(dxs, dys)))
    return (max(diffs), min(diffs))

ポイントは zip(xs, xs[1:]) で、これで一つずれたデータをタプルのリストとして取得できます。

>>> xs = [0, 1, 2, 3]
>>> zip(xs, xs[1:])
[(0,1),(1,2),(2,3)]

xs[1:] が一つ短いのでその分できるリストも短く終わります。これを y 成分にも作ってあげます。そして x と y のタプル一つに対して傾きを計算してあげる関数 diff を作りそれを map にかけてあげます（list() にしておきましょう。でないと max() は成功するのですが min() は失敗します。詳しく知りたかったら「Python リスト ジェネレーター」で調べよう）。最後に最大と最小を返して終わりです。使うときは

max_diff, min_diff = man_mix_diff(xdata[leftind:rightind], ydata[leftind:rightind])

でよいかと。

Comments

[A_7]

回答をして頂き、ありがとうございます。無事に最大と最小の傾きを求める事ができました。zip関数で一つデータがずれたタプルを取得できるなど、初めて知る事もあり、とても勉強になりました。本当にありがとうございました。