將線性方程式的字符串解析為系數的向量（Python）

Question

我正在尋找一種采用線性方程串並輸出系數向量的Python解決方案。

為使操作簡單起見，假設我有一組方程式：

• 以字符串形式給出
• 每個不超過4個元素
• 都是線性的
• 在所有這些中， x只出現一次

然后我想獲得矢量化表示

• 第一個元素是x系數
• 其他元素是方程式中的其他系數（未求值，而是照原樣），就像它們在方程式的另一側以x出現一樣
• 零以完成4-d向量

我在這里給出幾個輸入輸出方程，以了解一些挑戰：

• '2*x+3=2+5' => [2, -3, 2, 5]
• '88/8=x' => [8, 88, 0, 0]
• '74=(35+18)+3*x' => [3, 74, -35, -18]
• '((4+4)*6)=x'] => [1/6, 4, 4, 0]
• '-X=(91.0+88.0)' => [-1, 91, 88, 0]
• 'X=(30.0/10.0)' => [10, 30, 0, 0]
• '0.16 + 0.41 = 2*x - 0.08' => [2, 0.16, 0.41, 0.08]
• '(0.25 + 0.37)*2 = x' => [1/2, 0.25, 0.37, 0]

我開始編寫一個“嚴格”的乏味的“蠻力”解決方案，在此過程中無意中發現了幾次，並發現必須有一種更好，更聰明的方法來實現此目的...

• 我正在使用sympy軟件包，這使事情變得容易一些。 隨着sympify和formula.split和這樣的我能提取x系數和公式的結果（雖然我真的不關心結果，但只有向量表示 ）
• 我看到這個和這個 ，但他們都在不同的語言，而不是完全是我所期待的。

如此，有人知道如何在Python中執行此操作嗎？

謝謝！ :)

Answer 1

這可以使您朝正確的方向前進：

>>> def peq(s):
...     from sympy import S
...     l, r = t = S(s, evaluate=False)
...     free = t.free_symbols
...     assert len(free) == 1
...     x = free.pop()
...     if r.has(x):
...         l, r = r, l
...     assert not r.has(x)
...     assert l.has(x)
...     assert not l.diff(x).free_symbols
...     v = []
...     v.append(l.coeff(x))
...     v.append(-(l.subs(x, 0)))
...     if not r.is_Add:
...         v.extend([r, S.Zero])
...     else:
...         assert r.is_Add and len(r.args) == 2
...         v.extend(r.args)
...     return v
>>> peq('2*x+3,-2+5/3')
[2,−3,−2,5/3]
>>> peq('2*x+3,-2')
[2,−3,−2,0]
>>> peq('x,-2')
[1,0,−2,0]