使用sympy解析字符串时发生意外行为

2024-05-19 • 问答

我正在尝试使用sympy执行方程的导数，但是，如果我手动编写方程，则导数是正确的；当我将方程式作为字符串传递时，输出错误。谁能解释我如何解决这个问题？我正在使用python 3.6和sympy 1.5.1。

>>>from sympy import *

>>>from operator import *

>>> x1 = symbols('x1')

>>> f = add(sin(x1),mul(x1,x1))

>>> diff(f,x1)

2*x1 + cos(x1)   ## Correct output

>>>> f = 'add(sin(x1),x1))'  ## Equation provided as string

>>>> diff(f,x1)

(Subs(Derivative(mul(_xi_1,x1),_xi_1),_xi_1,x1) + Subs(Derivative(mul(x1,_xi_2),_xi_2,x1))*Subs(Derivative(add(sin(x1),x1)) + cos(x1)*Subs(Derivative(add(_xi_1,x1)),sin(x1))  ## Wrong output

之所以发生这种情况，是因为f = 'add(sin(x1),mul(x1,x1))'不是parse_expr可以解析的有效数学方程式。此函数旨在解析以数学语法（而非Sympy函数）编写的方程式。为了使此功能特别正确地进行解析，您需要使用例如：

>>> f = 'sin(x1) +  x1^2'
>>> diff(f,x1)
2*x1 + cos(x1)

如果您确实需要使用该特定字符串，则可以使用eval()：

>>> f = 'add(sin(x1),x1))'
>>> diff(eval(f),x1)
2*x1 + cos(x1)

如果要以这种方式编写它，请确保使用实际的SymPy对象名称（大写）。我用S(...)来解释表达式，这与任何函数都可以做的一样：

>>> S('Add(sin(x1),Mul(x1,x1))')
x1**2 + sin(x1)

但是您也可以使用数学运算符+和*：

>>> S('sin(x1) + x1*x1')
x1**2 + sin(x1)

您不应该将字符串直接传递给SymPy函数。相反，首先使用sympify解析它们（与S相同）。如果要将sympify之类的非标准名称映射到现有的SymPy名称（如

），则可以将名称词典作为add的第二个参数传递

sympify('add(x,y)',{'add': Add}) # Gives x + y

否则sympify将假定所有未知函数都是未定义的函数，例如f（x）。

使用sympy解析字符串时发生意外行为

GlacierZ 回答：使用sympy解析字符串时发生意外行为

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