如何在SymPy中定义很多符号

Question

我试图在“sympy”中定义很多变量以进行符号处理。

import sympy as sp

b_0 = sp.symbols('b_0')
b_1 = sp.symbols('b_1')
...
b_X = sp.symbols('b_X')

依此类推，

X

从 1 到 1000。

有简单的方法吗？

Answer 1

有几个选项：

>>> sp.symbols('b_0:10')
(b_0, b_1, b_2, b_3, b_4, b_5, b_6, b_7, b_8, b_9)

或者，使用格式化字符串，

>>> n = 10
>>> sp.symbols('b_0:{}'.format(n))
(b_0, b_1, b_2, b_3, b_4, b_5, b_6, b_7, b_8, b_9)

它们返回一个符号元组。还有更多格式选项：请参阅

symbols

文档。

还有一个函数可以生成 NumPy 符号数组：

>>> sp.symarray('b', 10)
array([b_0, b_1, b_2, b_3, b_4, b_5, b_6, b_7, b_8, b_9], dtype=object)

所有这些例子都是为了分配给某些东西。例如，

b = sp.symbols('b_0:10')

将符号元组分配给 b，因此可以通过

b[0], b[1]

等方式访问它们。SymPy 符号不能通过表示它们的字符串访问，例如

"b_0" or "b_1"

。

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最后，还有索引对象，以防您需要未确定大小的符号数组：当您使用

A[n]

表示法时，会动态创建索引对象，其中

A

是 IndexedBase。

Answer 2

如果您仍然希望能够调用单个符号，例如

b_0

：

自：

from sympy import symbols

# Number of symbols you need
X = 5

b = symbols(f"b_0:{X}")
>>> b
(b_0, b_1, b_2, b_3, b_4)

>>> b_0
NameError: name 'b_0' is not defined

您可以通过字典将它们添加到局部变量中：

from sympy import symbols

# Number of symbols you need
X = 5

# To still have b[i]
b = symbols(f"b_0:{X}")

b_dict = {f"b_{i}": b[i] for i in range(X)}
locals().update(b_dict)

Answer 3

要创建许多变量并将它们分配给符号，您只需使用列表即可：

from sympy import symbols, init_printing
x = symbols('x_0:10')
x
# Out:
# (x_0, x_1, x_2, x_3, x_4, x_5, x_6, x_7, x_8, x_9)

init_printing()
x
# Out:
(x₀, x₁, x₂, x₃, x₄, x₅, x₆, x₇, x₈, x₉)

但是当然要获得符号

x_0

，您需要使用

x[0]

x_0
# Out:
# NameError: name 'x_0' is not defined

x[0]
# Out:
# x₀

这是生成多个编号符号的推荐方法，同时避免使用

vars()

、

locals()

或

globals()

。

对于交互式工作，人们可能仍然希望拥有

x_0

、

x_1

...变量，因为它们看起来更“自然”并且不需要括号，这里有一个技巧：手动复制并粘贴符号列表，然后使用它们作为变量名称

print(symbols('y_0:10'))
# Out:
# (y_0, y_1, y_2, y_3, y_4, y_5, y_6, y_7, y_8, y_9)
#  |______________________________________________|
#                      copy

y_0, y_1, y_2, y_3, y_4, y_5, y_6, y_7, y_8, y_9 = symbols('y_0:10')
type(y_0)
# Out:
# sympy.core.symbol.Symbol