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Python花式解方程

BakerJ / 1964人閱讀

摘要:用來解方程的話有點復雜,需要用到矩陣的思維我矩陣沒學好再加上不能解非線性方程組,所以我也不會這玩意兒遜色于和,但解方程也是非常不錯的既能解線性方程組,又能解非線性方程組,堪稱解方程界的神器,但是表達式不支持位運算,比如與或非,取余以及

numpy

numpy 用來解方程的話有點復雜,需要用到矩陣的思維!我矩陣沒學好再加上 numpy 不能解非線性方程組,所以...我也不會這玩意兒!

sympy

遜色于 sage 和 z3,但解方程也是非常不錯的!

from sympy import *
x = symbols("x")
y = symbols("y")
res = solve([x+y-3,x-y-1],[x,y])[0]
print(res)
sage

sage 既能解線性方程組,又能解非線性方程組,堪稱解方程界的神器,但是表達式不支持位運算,比如:與或非,取余以及異或。出現位運算的方程就只能用 z3 創建約束求解!sage 的優點也很明顯:表達式簡單易寫,運算速度快!
在線sage求解

var("x y")
solve([x**3+y**2+666==142335262,x**2-y==269086,x+y==1834],[x,y])
z3

z3 也叫約束求解器,用來解任何方程都沒有問題!但是 windows 不太好裝,所以我基本上是在linux上跑,python2 和 python3 都支持!使用的思路非常簡單:

先創建你所需類型的符號變量

再初始化一個約束器,

添加約束

最后判斷約束是否有解以及求解變量

下面列舉常用的函數,順便給個 z3-solver文檔

# 符號變量類型
Int("x")
Real("x")
Bool("x")
BitVec("x",N) # N bit的符號變量,用于位操作
BitVecVal(num,N) # N bit的數據 num
# 初始化約束器
solver = Solver()
# 添加約束
solver.add(x+y==10,x-y==0)
# 求解約束
solver.check()
ans = solver.mode()

# 初始化多個符號變量
x = [Int("x%d" % i) for i in range(n)]
# 取結果中某個變量的值
value = ans[x].as_long()
END

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