如何在IPython Notebook中正确渲染数学表格

Question

我正在解决的数学问题在不同情境下给出不同的解析解，我希望能够用一张漂亮的表格来总结结果。IPython Notebook可以很好地呈现列表，例如：

import sympy
from pandas import DataFrame
from sympy import *
init_printing()
a, b, c, d = symbols('a b c d')
t = [[a/b, b/a], [c/d, d/c]]
t

然而，当我使用DataFrame将答案总结成表格时，数学公式无法再被渲染出来:

df = DataFrame(t, index=['Situation 1', 'Situation 2'], columns=['Answer1','Answer2'])
df

"print df.to_latex()"也会得到相同的结果。我还尝试了"print(latex(t))"，但在LaTex编译后它会给出这个，这是可以的，但我仍然需要手动将其转换为表格：

我应该如何正确使用DataFrame以便正确呈现数学公式？或者还有其他方法将数学结果导出为LaTeX表格吗？谢谢！

更新：01/25/14 再次感谢@Jakob解决问题。对于简单矩阵，它完美地工作，尽管对于更复杂的数学表达式仍存在一些小问题。但我想像@asmeurer所说的那样，完美需要IPython和Pandas的更新。

更新：01/26/14 如果直接呈现结果，即只打印列表，它可以正常工作：

- Titanic

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这可能很有用。 - TomAugspurger

我认为这是 https://dev59.com/dHbZa4cB1Zd3GeqPDTzu 的重复（因为它在重复对话框中无法找到，所以SO不允许我将其标记为重复）。 - asmeurer

尤其是请查看我在那个问题上的评论。我认为这是不可能实现的，除非改进IPython和/或pandas。 - asmeurer

你能否尝试直接渲染这些复杂的表达式吗？更有可能的是，您需要利用MathJax的功能，而IPython、sympy或pandas的更新并不能解决您的问题。 - Jakob

经过一番搜索，我找到了解决您问题的方法！请看下面我的更新。 - Jakob

Answer 1

MathJax目前无法渲染表格，因此最显而易见的方法（纯LaTeX）不起作用。

但是，遵循@asmeurer的建议，您应该使用HTML表格，并将单元格内容呈现为LaTeX。在您的情况下，可以通过以下中间步骤轻松实现：

from sympy import latex
tl = map(lambda tc: '$'+latex(tc)+'$',t)
df = DataFrame(tl, index=['Situation 1', 'Situation 2'], columns=['Answer'])
df

这将会提供：

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更新：

对于二维数据，简单的映射函数将不能直接使用。为了解决这种情况，可以使用numpy中的shape、reshape和ravel函数，例如：

import numpy as np
t = [[a/b, b/a],[a*a,b*b]]
tl=np.reshape(map(lambda tc: '$'+latex(tc)+'$',np.ravel(t)),np.shape(t))
df = DataFrame(tl, index=['Situation 1', 'Situation 2'], columns=['Answer 1','Answer 2'])
df

这将提供以下内容：

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更新2：

Pandas如果字符串长度超过一定数量，会裁剪单元格内容。例如，一个更复杂的表达式如下：

t1 = [a/2+b/2+c/2+d/2]
tl=np.reshape(map(lambda tc: '$'+latex(tc)+'$',np.ravel(t1)),np.shape(t1))
df = DataFrame(tl, index=['Situation 1'], columns=['Answer 1'])
df

给出：

为了解决这个问题，需要更改pandas包的一个选项，请参见此处获取详细信息。对于当前情况，必须更改max_colwidth。默认值为50，因此让我们将其更改为100：

import pandas as pd
pd.options.display.max_colwidth=100
df

给出：

（该图片为IT技术相关内容，无法直接翻译）

- Jakob

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谢谢，@Jakob。对于上面的例子它是有效的，但当值超过一维时，它会给我一个错误 ValueError: Shape of passed values is (1, 2), indices imply (2, 2)。 - Titanic

只是一个猜测，您是否指定了第二列标题？如果我省略第二列标题，我会得到完全相同的错误。或者您能否更具体地说明您正在尝试显示的数据类型。 - Jakob

给@Jakob：我确实包含了第二列标题，请查看以下代码：columns=['Answer1','Answer2']。我试图展示的数据类型是一堆数学方程（使用SymPy），这些方程是某个经济优化问题的分析解决方案。 - Titanic

@Titanic 我已更新我的答案以处理2D数据。奇怪的是我没有遇到你的问题!? - Jakob

非常感谢，@Jakob。我不知道需要为二维数据添加np.ravel(t)), np.shape(t)。我会查阅更多的解释，感谢！ - Titanic

太好了，它运行正常！只是一个快速的评论，原始的map函数将2D数据转换为1D数据（sympy.latex与列表很好地配合），因此需要单独处理每个单元格-> ravel将2D数组重塑为1D，随后的reshape再次构建2D版本。 - Jakob