python - 将 Python 数值表达式转换为 LaTeX

Question

我需要使用有效的 Python 语法转换字符串，例如:

'1+2**(x+y)'

并获得等效的 LaTeX:

$1+2^{x+y}$

我尝试过 SymPy 的 latex 函数，但它处理的是实际表达式，而不是它的字符串形式:

>>> latex(1+2**(x+y))
'$1 + 2^{x + y}$'
>>> latex('1+2**(x+y)')
'$1+2**(x+y)$'

但要做到这一点，它需要将 x 和 y 声明为“符号”类型。

我想要一些更直接的东西，最好是使用编译器模块中的解析器。

>>> compiler.parse('1+2**(x+y)')
Module(None, Stmt([Discard(Add((Const(1), Power((Const(2), Add((Name('x'), Name('y'))))))))]))

最后但同样重要的是，原因:我需要生成这些 LaTeX 片段，以便我可以使用 MathJax 在网页中显示它们。

Answer 1

这是一个相当长但仍然不完整的方法，它不涉及任何形式的 sympy。涵盖 (-b-sqrt(b**2-4*a*c))/(2*a) 的示例就足够了，它被翻译为 \frac{- b -\sqrt{b^{2} - 4\;一个\; c}}{2\; a} 并呈现为

它基本上创建了 AST 并遍历它产生与 AST 节点相对应的 latex 数学。那里的内容应该足以说明如何在缺少的地方扩展它。

import ast

class LatexVisitor(ast.NodeVisitor):

    def prec(self, n):
        return getattr(self, 'prec_'+n.__class__.__name__, getattr(self, 'generic_prec'))(n)

    def visit_Call(self, n):
        func = self.visit(n.func)
        args = ', '.join(map(self.visit, n.args))
        if func == 'sqrt':
            return '\sqrt{%s}' % args
        else:
            return r'\operatorname{%s}\left(%s\right)' % (func, args)

    def prec_Call(self, n):
        return 1000

    def visit_Name(self, n):
        return n.id

    def prec_Name(self, n):
        return 1000

    def visit_UnaryOp(self, n):
        if self.prec(n.op) > self.prec(n.operand):
            return r'%s \left(%s\right)' % (self.visit(n.op), self.visit(n.operand))
        else:
            return r'%s %s' % (self.visit(n.op), self.visit(n.operand))

    def prec_UnaryOp(self, n):
        return self.prec(n.op)

    def visit_BinOp(self, n):
        if self.prec(n.op) > self.prec(n.left):
            left = r'\left(%s\right)' % self.visit(n.left)
        else:
            left = self.visit(n.left)
        if self.prec(n.op) > self.prec(n.right):
            right = r'\left(%s\right)' % self.visit(n.right)
        else:
            right = self.visit(n.right)
        if isinstance(n.op, ast.Div):
            return r'\frac{%s}{%s}' % (self.visit(n.left), self.visit(n.right))
        elif isinstance(n.op, ast.FloorDiv):
            return r'\left\lfloor\frac{%s}{%s}\right\rfloor' % (self.visit(n.left), self.visit(n.right))
        elif isinstance(n.op, ast.Pow):
            return r'%s^{%s}' % (left, self.visit(n.right))
        else:
            return r'%s %s %s' % (left, self.visit(n.op), right)

    def prec_BinOp(self, n):
        return self.prec(n.op)

    def visit_Sub(self, n):
        return '-'

    def prec_Sub(self, n):
        return 300

    def visit_Add(self, n):
        return '+'

    def prec_Add(self, n):
        return 300

    def visit_Mult(self, n):
        return '\\;'

    def prec_Mult(self, n):
        return 400

    def visit_Mod(self, n):
        return '\\bmod'

    def prec_Mod(self, n):
        return 500

    def prec_Pow(self, n):
        return 700

    def prec_Div(self, n):
        return 400

    def prec_FloorDiv(self, n):
        return 400

    def visit_LShift(self, n):
        return '\\operatorname{shiftLeft}'

    def visit_RShift(self, n):
        return '\\operatorname{shiftRight}'

    def visit_BitOr(self, n):
        return '\\operatorname{or}'

    def visit_BitXor(self, n):
        return '\\operatorname{xor}'

    def visit_BitAnd(self, n):
        return '\\operatorname{and}'

    def visit_Invert(self, n):
        return '\\operatorname{invert}'

    def prec_Invert(self, n):
        return 800

    def visit_Not(self, n):
        return '\\neg'

    def prec_Not(self, n):
        return 800

    def visit_UAdd(self, n):
        return '+'

    def prec_UAdd(self, n):
        return 800

    def visit_USub(self, n):
        return '-'

    def prec_USub(self, n):
        return 800
    def visit_Num(self, n):
        return str(n.n)

    def prec_Num(self, n):
        return 1000

    def generic_visit(self, n):
        if isinstance(n, ast.AST):
            return r'' % (n.__class__.__name__, ', '.join(map(self.visit, [getattr(n, f) for f in n._fields])))
        else:
            return str(n)

    def generic_prec(self, n):
        return 0

def py2tex(expr):
    pt = ast.parse(expr)
    return LatexVisitor().visit(pt.body[0].value)