Sympy解决返回奇怪的字典，当它不应该返回任何

Posted 2023-02-15

【中文标题】Sympy解决返回奇怪的字典，当它不应该返回任何

【英文标题】：Sympy solve returns strange dictionary, when it should not return any

【发布时间】：2022-01-10 14:41:08

【问题描述】：

这个问题可能与：

Python Sympy solve returns list vs. dictionary

或

Are quoted dictionary keys an absolute must?

我有这个 Sympy 代码，这是我第一次尝试 SymPy 库：

import sympy as sym
from sympy.parsing.sympy_parser import parse_expr

from sympy import symbols, Eq, solve



class FunZ:
    
    def __init__(self, f):  
  
        self.x, self.y  = sym.symbols('x y')
        
        self.f = parse_expr(f)
        
        # print('f : ', self.f)
        
    def evalu(self, xx, yy):
    
        return float(self.f.subs(self.x: xx, self.y: yy).evalf())
    

    def derX(self, xx, yy):        
        
        self.dx = sym.diff(self.f, self.x)
        
        # print('dx : ', self.dx)
        
        return float(self.dx.subs(self.x: xx, self.y: yy).evalf())
    
    def derY(self, xx, yy):
        
        self.dy = sym.diff(self.f, self.y)
        
        # print('dy :', self.dy)
        
        return float(self.dy.subs(self.x: xx, self.y: yy).evalf())
    
    def derXY(self, xx, yy):
        
        return [float(self.derX(xx, yy)), float(self.derY(xx, yy))]
    
    def minim(self):
        
        self.dx = sym.diff(self.f, self.x)
        self.dy = sym.diff(self.f, self.y)
        print('dx : ', self.dx)
        print('dy : ', self.dy)
        
        eq1 = Eq(self.dx ,0)
        
        eq2 = Eq(self.dy ,0)
        
        solu = solve((eq1,eq2), (self.x, self.y), dict = False) #### HERE dict = False
        
        print(solu, type(solu))
        

        
        return solu 
    
funz = FunZ('x**2 + y**2 + 2*y + 2')

dict_min = funz.minim()

print(dict_min, type(dict_min))

for keys in dict_min:
    print('key : ', keys, 'value : ',  dict_min[keys])

print('values :' , dict_min.values())    

# print(dict_min[x]) ###### ---> NameError: name 'x' is not defined

print(dict_min['x']) ####### -----> KeyError: 'x'

我的输出看起来像：

dx :  2*x
dy :  2*y + 2
x: 0, y: -1 <class 'dict'>
x: 0, y: -1 <class 'dict'>
key :  x value :  0
key :  y value :  -1
values : dict_values([0, -1])
Traceback (most recent call last):

  File .....", line 88, in <module>
    print(dict_min['x']) ####### -----> KeyError: 'x'

KeyError: 'x'

或

    print(dict_min[x]) ###### ---> NameError: name 'x' is not defined

NameError: name 'x' is not defined

我可以用print('values :' , list(dict_min.values())) 得到x，y ---> values : [0, -1]

如果我在 solu = solve((eq1,eq2), (self.x, self.y), dict = True) 中将标志 dict 设置为 True，我会得到 [x: 0, y: -1] <class 'list'> 作为结果

知道发生了什么吗？它与我如何定义我的 Funz 类有关吗？结果对我来说似乎是合理的，但是这个 dict 东西让我发疯了。

【参考方案1】：

您无法通过dict_min[x] 或dict_min["x"] 访问，因为x 的类型为sympy.core.symbol.Symbol。这个字典的键是sympy.core.symbol.Symbol类型的。

dict_min[x] 不起作用，因为您的代码中没有定义 x 变量。

dict_min["x"] 不起作用，因为在这里您将x 定义为string，但dict_min 中名为x 的键的类型为sympy.core.symbol.Symbol。

你的课没有问题。

但是，您可以这样做：

dict_min[funz.x]

或：

x = funz.x
dict_min[x]

所以，dict_min 不是 sympy 中的一个奇怪的 dict 类型，这是一个经典的 Python dict，其中键的类型是 sympy.core.symbol.Symbol。键是方程式的符号。可能是因为你的符号 x 和 y 是在你的类中定义的，并且是通过 sym.symbols('x y') 定义的。

如果您想始终获得list：

在minim 中，您应该设置dict=True 而不是False。通过这样做，您将“始终获得解决方案映射列表”(https://docs.sympy.org/latest/modules/solvers/solvers.html)。 是的，dict=True 的目标是确保返回的变量是list 类型。我同意这可能有点奇怪。

solve()的源码中关于这个标志的一些信息：https://github.com/sympy/sympy/blob/master/sympy/solvers/solvers.py#L406

这是标志is_dict的效果：https://github.com/sympy/sympy/blob/master/sympy/solvers/solvers.py#L1249

至于 sympy 1.9。