想在Python程序中输入一个变量方程

Question

在Python程序中输入方程式是否可行？比如说，如果我有以下这些方程式，能不能通过输入命令让用户输入这些方程式呢？

  ex:  1/x - 5/a + 2x^2           (a is a constant value)
       1/x + 10x/a^2 - x^2/a^3 + 3x^2
     (all equations have one variable 'x')

我知道怎么用下面的命令来定义方程式。但是我想让用户输入这个方程式。

def my_function(x):
        return(1/x + r^2/a -5x^2)

my_function(value for x)

因为我想对更长范围的x值来求解每个方程式。我可以为每个方程式写一个单独的程序，但我更希望能让用户输入方程式。

有没有人能给我一些建议呢？

Answer 1

看看这个 在Python中解析方程 的帖子，如果你能把方程转换成Python的数学运算，这可能正是你需要的内容。

Answer 2

你可以使用内置的 eval() 函数。

不过，有几点需要注意：

• 方程式必须用Python的语法书写。
• 常量和变量必须在计算之前定义好。

需要注意的是，使用 eval() 可以让你充分利用Python的强大功能。但也有一些方法可以限制它的使用。

下面是一个在iPython中的例子：

In [1]: x = 2.4

In [2]: a = 5.27

In [3]: eval('1/x - 5/a + 2x^2')
  File "<string>", line 1
    1/x - 5/a + 2x**2
                 ^
SyntaxError: invalid syntax

这是因为Python要求明确的乘法，幂运算符是 **，而不是 ^；

In [4]: eval('1/x - 5/a + 2*x**2')
Out[4]: 10.987900063251107

In [5]: eval('1/x + 10*x/a**2 - x**2/a**3 + 3*x**2')
Out[5]: 18.521464252545897

In [6]: eval('1/b')
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-555680c1bd65> in <module>()
----> 1 eval('1/b')

<string> in <module>()

NameError: name 'b' is not defined

你不能计算一个还没有定义的名字的表达式。

Answer 3

你可以按照以下步骤操作：

1. 先把用户输入的方程式当作一个字符串抓取过来。
2. 用字符串的替换功能，把变量a替换成它的实际值。
3. 把这个字符串当作数学表达式来解析。可以查看如何评估字符串中的数学表达式，了解不同的实现方法。