matplotlibで長さの異なる2つの配列をプロットする方法

matplotlibでは、長さが異なる複数の配列でも問題なく同じグラフ上にプロットできます。x軸とy軸それぞれに対応するデータ点を用意し、plot()メソッドを呼び出すだけで、matplotlibが自動的に各データ系列を描画してくれます。

プロットの手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白（パディング）を調整します。
• numpyを使って、長さの異なるy1、x1、y2、x2のデータ点を作成します。
• plot()メソッドを使用して、(x1, y1) と (x2, y2) のデータ点をプロットします。
• 図を表示するには、show()メソッドを使用します。

コード例

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

# 長さ100のランダムなデータ（累積和）
y1 = (np.random.random(100) - 0.5).cumsum()
# y1を10個ずつのグループに分けて平均したデータ（長さ10）
y2 = y1.reshape(-1, 10).mean(axis=1)

x1 = np.linspace(0, 1, 100)
x2 = np.linspace(0, 1, 10)

plt.plot(x1, y1)
plt.plot(x2, y2)

plt.show()

コードの解説

この例では、まず長さ100のランダムなデータの累積和として y1 を生成しています。次に、reshape(-1, 10) で y1 を10行ずつに分割し、各行の平均を取ることで長さ10の y2 を作成しています。これは、細かいデータを平滑化（移動平均的な処理）する一般的なテクニックです。

x軸の値も同様に、x1 は0から1までの等間隔の100点、x2 は同じ範囲の10点としており、y軸データと長さが一致するようにしています。このように、x軸とy軸の配列の長ささえ対応していれば、系列ごとに異なる長さのデータを1つのグラフに重ねて表示できます。

出力結果

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

グラフには、元の細かいデータ（長さ100）と平滑化されたデータ（長さ10）の2つの線が表示され、長さの異なる配列でも問題なく同一の図にプロットできることが確認できます。