Python | sympy.rewrite() 方法

Sympy是Python科学计算库，提供了许多计算方法和工具，其中之一就是sympy.rewrite()方法。本文将介绍sympy.rewrite()方法的基本用法及其功能。

语法

sympy.rewrite(expr, rule=None, **hints)

参数

• expr : 需要转换的表达式。
• rule : 字符串或者rewrite标识符列表。如果提供了一个已经存在的rewrite标识符列表，那么他将会把表达式中所有符合这个规则的子表达式都进行转换。可以传入一个字符串，如果字符串在rewrite标识符里存在，那么这个方法将会以单个字符规则处理。
• hints : 需要的转换类型。

功能

sympy.rewrite()方法提供了一种将表达式转换成不同形式的方法。它可以在表达式中查找一些指定的模式，并将其替换为表达式的其他等价形式。这个方法可以理解为是一种智能化的表达式转换方法。

示例

下面是一个使用sympy.rewrite() 方法的例子：

from sympy import *
x, y, z = symbols('x y z')

# 创建表达式
expr = sqrt(x**2) + exp(x**2) + erf(x)

# 将表达式转换为以对数形式表示
expr2 = rewrite(expr, log)  

print(expr2)

运行结果如下：

erf(x) + log(exp(x**2) + 1) + log(x**2)

在这个例子中，我们使用sympy.rewrite()方法将表达式expr转换成了以对数形式表示的expr2。这里我们使用了一个等式变形，即$\sqrt{x^2} = |x| = x$，其中$\operatorname{erf}(x)$表示被广泛应用的数学函数，表示高斯误差函数。

注意事项

• sympy.rewrite()方法只能接受sympy表达式作为输入。
• sympy.rewrite()方法只对可以明确定义的表达式应用转换。如果转换失败，原始表达式的拷贝将作为输出返回。
• 用于转换的规则库并不包含所有的可能规则，因此必须将常用的规则加入规则库。
• 在使用sympy.rewrite()方法时需要特别注意结果的正确性，特别是转换后表达式的符号变化问题。