使用 Boost-Python 计算 python 中定义的函数的导数
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【中文标题】使用 Boost-Python 计算 python 中定义的函数的导数【英文标题】:Use Boost-Python to calculate derivative of function defined in python 【发布时间】:2012-12-23 03:08:48 【问题描述】:我想编写一个 Boost-Python 程序来从用户那里获取一个符号 python 函数并在我的程序中评估它的导数。
例如,用户提供了一个 python 文件 (Function.py),它定义了一个类似的函数 F = sin(x)*cos(x)。
然后我想使用 Sympy 的符号微分能力访问 F'(x)(F(x) 的导数)。我不想使用数值微分。
有没有办法使用 Boost-Python 在 C++ 中使这样的函数 F'(x) 可访问。
【问题讨论】:
你可以和lambdify
一起玩,看看它是否能把你带到某个地方。
【参考方案1】:
这里有一些可以帮助您入门的代码。
main.cpp:
#include <boost/python.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::python;
int main(void)
Py_Initialize();
object main_module = import("__main__");
object main_namespace = main_module.attr("__dict__");
exec("from __future__ import division\n"
"from sympy import *\n"
"x = symbols('x')\n"
"f = symbols('f', cls=Function)\n"
"f = cos(x) * sin(x)\n"
"f1 = lambda u: diff(f).subs(x, u);\n",
main_namespace);
exec("result = f1(1.0)", main_namespace);
double res = extract<double>(main_namespace["result"]);
std::cout << "Out: " << res << std::endl;
return 0;
编译命令,替换为你的路径和编译器:
$ clang++ -I"/usr/local/Cellar/python/2.7.3/Frameworks/Python.framework/Versions/Current/Headers/" -L"/usr/local/Cellar/python/2.7.3/Frameworks/Python.framework/Versions/Current/lib/" -lpython2.7 main.cpp
它可以编译,但现在对我不起作用。希望对您有所帮助。
【讨论】:
谢谢,但我想要 c++ 中的函数 f1(x) 在每个点上对其进行评估。 好吧,您可以将调用 f1 的两行代码包装在另一个 c++ 函数中,这样就可以了。【参考方案2】:我不是 SymPy 专家,但也许这可以帮助你:
您可以定义一个 Python 方法,如:
def f(x):
return sin(x)*cos(x)
您可以使用以下方法创建一个可评估函数 f1 作为 f 的导数:
from sympy import *
x = symbols('x')
f1 = lambdify(x, diff(f(x)))
这个函数 f1 可以从 C++ 中使用 boost::python 调用。您可以为函数 f1 创建一个对象,使用 () 运算符 调用该函数并使用 extract 将结果转换为双精度。
这是一个例子:
namespace py = boost::python;
Py_Initialize();
py::object main_module = py::import("__main__");
py::object main_dict = main_module.attr("__dict__");
py::exec(
"def f(x):\n"
" return sin(x)*cos(x)\n",
main_dict
);
py::exec(
"from sympy import *\n"
"x = symbols('x')\n"
"f1 = lambdify(x, diff(f(x)))\n",
main_dict
);
py::object f1 = main_dict["f1"];
std::cout << py::extract<double>(f1(0.0)) << std::endl;
std::cout << py::extract<double>(f1(1.0)) << std::endl;
return 0;
【讨论】:
再次感谢!这样,我可以定义一个多变量函数f(x,y)并得到df/dx和df/dy吗? @Calleja:我可以在没有 py::extract以上是关于使用 Boost-Python 计算 python 中定义的函数的导数的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
Boost-Python C++ 项目构建,如何使用 Python 中的新库?
结合 CMakeLists.txt、boost-python 和 python setuptools
在 Linux 中将 boost-python 与 C++ 一起使用
如何将 kwargs 传递给 boost-python 包装函数?