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我只是想知道在 python 的 Sympy 模块中是否存在将代数幂扩展为x**2乘法形式（即）的现有方法？x**2 -> x*x

谢谢！

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没有直接的支持。SymPy 自动组合乘法中的常用项以求幂。避免这种情况发生的唯一方法是使用该evaluate=False机制。例如

>>> Mul(x, x, evaluate=False)
x*x

不久前在 SymPy 邮件列表上讨论了这个确切的问题（https://groups.google.com/d/topic/sympy/qaJGesRbX_0/discussion）。我在那里发布了一些代码可以做到这一点。我会在这里重复一遍：

def pow_to_mul(expr):
    """
    Convert integer powers in an expression to Muls, like a**2 => a*a.
    """
    pows = list(expr.atoms(Pow))
    if any(not e.is_Integer for b, e in (i.as_base_exp() for i in pows)):

        raise ValueError("A power contains a non-integer exponent")
    repl = zip(pows, (Mul(*[b]*e,evaluate=False) for b,e in (i.as_base_exp() for i in pows)))
    return expr.subs(repl)

这是它的工作原理

>>> a = Symbol('a')
>>> exp = a**2
>>> print(exp)
a**2
>>> print(pow_to_mul(exp))
a*a

我将在邮件列表中提出相同的警告：“evaluate=False 有点像 hack，所以请注意它很脆弱。一些函数会重新计算表达式，将其转换回 Pow。其他函数会中断，因为一些预期的不变量将被 evaluate=False 表达式破坏（例如，我怀疑 factor() 会正常工作）。”

于 2013-01-11T19:45:03.990 回答
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似乎没有这样的事情，它只做相反的事情。

sympy 总是以最简单的方式显示输出，所以它总是会说：

(x**2).expand() -> x**2

simplify(x**2) -> x**2
于 2013-01-10T18:20:57.327 回答
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replace 方法非常适合用于简单表达式的此任务：

>>> expr = (x**2 + 1)/(x**3 - 2*x)
>>> expr.replace(
... lambda x: x.is_Pow and x.exp > 0,
... lambda x: Mul(*[x.base]*x.exp, evaluate=False))
(x*x + 1)/(-2*x + x*x*x)

调整是必要的，以处理诸如1/x**3或之类的事情x**2*(1 + x**2)。但是，如果您扩展表达式的分子和分母并分别处理它们，这可能会满足您的需求。如果基础总是符号，那么这个符号黑客可能会做得更好：

>>> def sack(expr):
...     return expr.replace(
...     lambda x: x.is_Pow and x.exp > 0,
...     lambda x: Symbol('*'.join([x.base.name]*x.exp)))
...
>>> sack(-x**2)
-x*x
>>> sack(x**2*(1 + x**3)
x*x*(x*x*x + 1)
于 2017-08-30T02:32:42.710 回答
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继 Aaron 接受的答案和我对此的评论之后，这是xreplace我使用的版本，而不是最后subs一行，以避免评估子表达式（从而失去对乘法链的扩展能力）。

def non_eval_xreplace(expr, rule):
    """
    Duplicate of sympy's xreplace but with non-evaluate statement included
    """
    if expr in rule:
        return rule[expr]
    elif rule:
        args = []
        altered = False
        for a in expr.args:
            try:
                new_a = non_eval_xreplace(a, rule)
            except AttributeError:
                new_a = a
            if new_a != a:
                altered = True
            args.append(new_a)
        args = tuple(args)
        if altered:
            return expr.func(*args, evaluate=False)
    return expr

我在想这个功能可以添加到xreplaceSymPy 库中的现有功能中，方法是让它接受**kwargs传递给expr.func调用的功能。这是您有兴趣做的事情，还是对于大多数用户来说这会变得不必要地复杂？（或者我误解了你上面的评论，有没有更简单的方法来做到这一点？）

于 2015-03-22T04:43:50.903 回答
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其他答案无法处理-x**2，因此我使用正则表达式仅解决 2 的幂。我知道这有点 hacky，但它对我有用。

from sympy.printing import ccode
import re
CPOW = re.compile(r'pow\((?P<var>[A-Za-z_]\w*)\s*,\s*2\s*\)')

def to_c_code(expr):
    code = ccode(expr)
    # sympy has a hard time unsimplifying x**2 to x*x
    # replace all pow(var,2) with var*var
    code = re.sub(CPOW, r'\g<var>*\g<var>', code)
    return code
于 2017-08-28T16:42:40.893 回答