SymPy：我如何检查符号是常量还是变量？答案

【问题标题】：SymPy: How can I check, if symbol is a constant or a variable?SymPy：我如何检查符号是常量还是变量？
【发布时间】：2021-07-29 18:25:22
【问题描述】：

在 sympy 中，我想创建一个常量，例如来表示光速。因此我用关键字constant=True初始化c。

稍后我想检查一个符号是常量还是变量。没想到c.is_constant()这个命令输出了False。

c = Symbol( 'c' , constant=True, real=True )
c.is_real       # outputs True as expected.
c.is_constant() # outputs False. This is unexpected !

如何检查符号是常量还是变量？

【问题讨论】：

SymPy 已经有一个光速常数，但使用普通符号也可以。为什么要区分常量和变量？它会有什么不同？几乎可以肯定有更好的方法来解决您的实际问题。
查看is_constant 的代码/文档我发现它没有检查assumptions。因此，像您一样设置该假设并没有什么不同。从文档看来，is_constant 在应用于表达式时比应用于单个符号更有意义。假设关键字不受限制。 foobar=True 是允许的，但只有在我添加某种测试时才有意义。
@OscarBenjamin ：我想使用函数的线性度：f( const*x ) = const*f( x )，但如果我面对两个变量的乘积（不是：@ 987654330@。因此我想检查x、y 或const 是常量还是变量。
@hpaulj ：感谢提示 is_constant 属性似乎是为复合表达式定制的！这对我来说很有意义！但我还不了解 SymPy 的假设系统。你能给我一个例子，说明如何为符号提供自定义布尔属性，如 foobar，以及如何使用你提到的假设系统检查它？
我不认为将符号声明为“常量”是做任何你想做的事情的好方法。我认为如果你问一个关于你的实际问题的问题，你可以得到一个更好的答案，即你想做某种操作，因为你知道你的函数 f 可以乘以某些符号而不是其他符号。

标签： python constants sympy linear-algebra symbolic-math

【解决方案1】：

创建一个Quantity 对象而不是创建一个符号应该可以完成这项工作。下面的代码示例完成了您正在尝试做的事情。

from sympy.physics.units.quantities import Quantity

c = Quantity('c')
print(c.is_constant())

输出：

True

如果您需要其他内容或更多自定义内容，您可以尝试执行类似于 Sympy 对 e 和 pi 等常量值所做的操作，您可以在此处找到相应的源代码：

https://github.com/sympy/sympy/blob/46e00feeef5204d896a2fbec65390bd4145c3902/sympy/core/numbers.py#L3421-L3578

有关is_constant 方法为何返回False 的更多信息，请查看此

https://docs.sympy.org/latest/modules/core.html#sympy.core.expr.Expr.is_constant

【讨论】：

谢谢，Luis，这是一种区分的可能性：变量 = 符号，常量 = 数量，但对我来说使用数量有一个缺点：似乎方程包含数量的 IPython.core.display 在 Spyder 的 IPython 控制台中显示得很丑。对我来说，一个很好的方程式乳胶显示很重要。因此，这对我来说不是一个令人满意的选择。
在这种情况下，您可以尝试我提到的另一件事，即模拟 SymPy 为定义 PI 和 E 所做的事情。它为您的常量创建一个类，就像他们在这里所做的那样：github.com/sympy/sympy/blob/…

【解决方案2】：

看看当我用各种关键字构造一个符号时会发生什么：

In [93]: c = Symbol( 'c' , constant=True, real=True, foobar=True )
In [94]: c._assumptions
Out[94]: 
{'constant': True,
 'real': True,
 'extended_real': True,
 'hermitian': True,
 'commutative': True,
 'imaginary': False,
 'finite': True,
 'complex': True,
 'infinite': False,
 'foobar': True}

这些关键字以及一些默认值都放在dict 中。我包括了你的constant，以及我自己随机选择的foobar。两者都没有特殊含义。

is_constant 方法不寻找这个假设值：

def is_constant(self, *wrt, **flags):
    if not wrt:
        return False
    return not self in wrt

我们必须研究它的文档以了解 wrt 是什么。

指定assumption 是一回事，实际使用它是另一回事。

【讨论】：