如何在Python中使用Sympy计算表达式

Question

我需要使用Python中的Sympy计算下面的表达式？

exp = '(a+b)*40-(c-a)/0.5'

在 a=6，b=5，c=2 的情况下，如何使用 Python 中的 Sympy 计算表达式？请帮帮我。

- Zeck

Answer 1

这里是文档: http://docs.sympy.org/。你真的应该阅读它！

要“计算”您的表达式，请编写类似于以下内容的代码：

from sympy import Symbol
a = Symbol("a")
b = Symbol("b")
c = Symbol("c")
exp = (a+b)*40-(c-a)/0.5

就是这样。如果你对“计算”有其他含义，你也可以解决 exp = 0：

sympy.solve(exp)
> {a: [0.0476190476190476*c - 0.952380952380952*b],
>  b: [0.05*c - 1.05*a],
>  c: [20.0*b + 21.0*a]}

对于其他所有内容，您应该真正阅读文档。也许可以从这里开始：http://docs.sympy.org/0.7.1/tutorial.html#tutorial

更新：由于您在问题中添加了a、b、c的值，因此您可以将其添加到解决方案中：

exp.evalf(subs={a:6, b:5, c:2})

- xubuntix

---

谢谢您的回复。但我有一个问题。现在我需要将字符串转换为sympy对象/将字符串表达式转换为sympy对象/。如何进行转换？ - Zeck

我找到了一个解决方案。首先，“from sympy import S, Symbol”，然后“exp = S('a+5')”。最后，“exp.evalf(subs={'a':7})”。谢谢大家。 - Zeck

这是一个相当棒的解决方案 - 看起来基本上是 sympify() 函数的功能。如果您想要进行更多自定义操作，您也可以研究一下 Python 的 tokenize 库（我只是觉得这很有趣）。 - eacousineau

Answer 2

您可以使用位于模块 sympy.parsing.sympy_parser中的parse_expr()函数将字符串转换为sympy表达式。

>>> from sympy.abc import a, b, c
>>> from sympy.parsing.sympy_parser import parse_expr
>>> sympy_exp = parse_expr('(a+b)*40-(c-a)/0.5')
>>> sympy_exp.evalf(subs={a:6, b:5, c:2})
448.000000000000

- jamesadney

---

SymPy的开发人员不建议将parse_expr()用作用户级函数。https://groups.google.com/forum/#!topic/sympy/o6vsS8VC9ms - user59634

Answer 3

我知道这个问题已经在上面得到了回答，但是如果你需要访问那些未知符号的字符串表达式，以下是我使用的代码：

# sympy.S is a shortcut to sympify
from sympy import S, Symbol

# load the string as an expression
expression = S('avar**2 + 3 * (anothervar / athirdvar)')

# get the symbols from the expression and convert to a list
# all_symbols = ['avar', 'anothervar', 'athirdvar']
all_symbols = [str(x) for x in expression.atoms(Symbol)]

# do something with the symbols to get them into a dictionary of values
# then we can find the result. e.g.
# symbol_vals = {'avar': 1, 'anothervar': 2, 'athirdvar': 99}
result = expression.subs(symbols_vals)

- will-hart

Answer 4

我知道eval是有害的，但是如果你的程序中已经定义了a、b和c，并且可以确保对于执行eval操作是安全的话，那么你就不需要使用sympy库了。

>>> a=5
>>> b=5
>>> c=2
>>> exp = '(a+b)*40-(c-a)/0.5'
>>> eval(exp)
406.0

- J0HN

---

我不明白为什么这个回答会被踩。它满足了提问者的要求，同时还提出了一些警告。 - eacousineau

Answer 5

>>> a, b, c = sympy.symbols('a b c')
>>> exp = (a + b) * 40 - (c - a) / 0.5
>>> exp.evalf(6, subs={a:6, b:5, c:2})
448.000

- Eryk Sun