Python - 从字典动态创建方程答案

【问题标题】：Python - dynamically create equations from a dictionaryPython - 从字典动态创建方程
【发布时间】：2022-03-16 22:09:15
【问题描述】：

我根据从数据库中获得的符合特定条件的值创建字典。因此，我事先不知道字典中元素的数量和值。

例如，我得到这样的东西：

ditc1 = {"P01":{"F1":0.4,"P02":0.6}, "P02":{"F2":0.3, "P03":0.7}, "P03":{"F3":0.2, "P02":0.8}}

我想做的是从这些元素动态创建数学方程，如下所示：...

P01 = 0.4*F1 + 0.6*P02

P02 = 0.3*F2 + 0.7*P03

P03 = 0.2*F3 + 0.8*P02

我需要方程式中的引用保持不变（例如，第一个方程式中的 P02 是第二个方程式中的 P02），所以我可以求解关于 P0X 元素的这些方程式。

有没有办法做到这一点？

【问题讨论】：

标签： python sympy

【解决方案1】：

您不必担心为变量重新创建Symbol 对象。 SymPy 将为您创建 singleton 对象，每次调用 Symbol('P01') 时都会返回相同的单个对象：

>>> from sympy import Symbol
>>> p = Symbol('P01')
>>> p
P01
>>> p is Symbol('P01')
True

因此，只需将您的结构直接转换为 SymPy 对象，SymPy 就会知道P02 在P02 = ... 相等表达式和0.6*P02 乘法中是同一个符号。

因为您大概可以在嵌套字典中拥有任意数量的元素，您可以使用sympy.Add() 从任意数量的组件构建添加。我假设您也想在等式中记录 = 符号，因此请使用 sympy.Eq()：

from sympy import Symbol, Add, Eq

expressions = []
for p, equation_components in ditc1.items():
    p = Symbol(p)
    expression = []
    for name, multiplier in equation_components.items():
        expression.append(Symbol(name) * multiplier)
    expressions.append(Eq(p, Add(*expression)))

这会产生

>>> from sympy import pprint
>>> for expr in expressions:
...     pprint(expr)
...
P₀₁ = 0.4⋅F₁ + 0.6⋅P₀₂
P₀₂ = 0.3⋅F₂ + 0.7⋅P₀₃
P₀₃ = 0.2⋅F₃ + 0.8⋅P₀₂

如果你想玩这个here is a SymPy Live version。

【讨论】：

【解决方案2】：

我只是想把一个简单的符号和表达式字典转换成一个等式列表

>>> d2e = lambda d: [*map(lambda i:Eq(*i), d.items())]
>>> d2e({x:y+1, z:2})
[Eq(x, y + 1), Eq(z, 2)]

这可以通过将其转换为简化形式与您的字典一起使用（可以通过调用 Dict 来完成：

>>> s = Dict(dict1)

然后可以将作为值出现的字典转换为表达式：

>>> s = {k: Add(*[s*n for s,n in v.items()]) for k,v in s.items()}; s
{P01: 0.4*F1 + 0.6*P02, P02: 0.3*F2 + 0.7*P03, P03: 0.2*F3 + 0.8*P02}

然后可以将字典转换为表达式列表；其中第一个显示：

>>> d2e(s)[:1]
[Eq(P01, 0.4*F1 + 0.6*P02)]

（并且可以通过像solve(d2e(s), list(s), dict=True) 这样的调用来解决这些值以提供一个字典，其中值独立于P 值。）

【讨论】：