用了两天的时间搞出了一个求导计算器

大家在做高数题的时候很多都需要用到导数

虽然求导很简单，但是很费脑细胞

所以我有了一个大胆的想法

教我的电脑学习函数求导~

话不多说，开干！！

求导计算器的整体思路：（主要是递归思想）

首先定义一个表达式的类作为父类（也就是主程序主要调用的类）
定义常量和变量类
定义运算类（加、减、乘、除、取反、取对数、取幂、等等）
定义三角函数类（正弦、余弦、正切、余切）
在指定的类中定义求导方法
函数调用

定义表达式类

class Expr:def __init__(self):passdef eval(self, **values):passdef simplify(self):return selfdef __repr__(self):return str(self.value)

其中

eval是表达式方法
simplify方法是简化求导后输出的公式

在表达式类中添加内置方法（加法、减法、乘法等）以加法为例

    def __add__(self, other):return Add(self,to_expr(other)).simplify()def __radd__(self,other):return Add(to_expr(other),self).simplify()

其中 Add是定义的加法类
to_expr()方法是将当前输入的字符的类型转换成表达式的类型，代码如下：

def to_expr(value):if isinstance(value,Expr):return valueelif type(value) in (float, int):return Const(value)else:raise Exception("Can't not convert into expr")

当内置函数添加完毕后，就开始实现常量和变量的类
（1）常量

class Const(Expr):def __init__(self,value):self.value = valuedef eval(self, **values):return self.valuedef __repr__(self):return str(self.value)def deriv(self,x):return Const(0)

其中 deriv是求导的方法，因为常数项求导的结果为0所以返回的结果应该是0，但要注意类型
（2）变量

class Variable(Expr):def __init__(self,name):self.name = namedef eval(self, **values):if self.name in values:return values[self.name]raise Exception(f'Variable {self.name} is not exit')def __repr__(self):return self.namedef deriv(self,x):name = _get_name(x)return Const(1 if name == self.name else 0)

变量的定义和常量的定义是比较相似的，主要不同就是求导功能的实现
如果当前的函数名称是需要求导的则返回常量1（因为x的导数为1）
如果当前的函数名称不是需要求导的则返回常量0（比如y=x+z对z求偏导，x就为0咯~）

定义完了表达式类、常量类、变量类后，就开始定义运算类了（以加法类为例）

class Add(Expr):#----------------------------------------------------------------------def __init__(self, left, right):self.left = leftself.right = right#----------------------------------------------------------------------def eval(self,**values):return self.left.eval(**values) + self.right.eval(**values)#----------------------------------------------------------------------def __repr__(self):return f"({self.left}+{self.right})"#----------------------------------------------------------------------def simplify(self):"""简化表达式"""left, right = self.left,self.rightif isinstance(left, Const):if left.value == 0:return rightif isinstance(right, Const):return Const(left.value + right.value)elif isinstance(right, Const) and right.value == 0:return leftreturn self#----------------------------------------------------------------------def deriv(self,x):""""""return self.left.deriv(x) + self.right.deriv(x)

对于相加类来说，主要关注的是求导的实现
两个函数相加的求导等于各自求导的相加
同时还有simplify的类就是将实现的表达式进行简化（不然一大串~~）
当我还定义了减、乘、除、取反、取对数、取幂、正弦、余弦、正切、余切、以及反三角函数的类
（原理类似，就不一一列举了）

最后就是函数的运行结果

总结：求导计算器基本覆盖了高等数学中所能用到的求导函数，
唯一的不足就是函数不能自动的进行表达式的最简化求解，以后我在慢慢教电脑吧。

用了两天的时间搞出了一个求导计算器相关推荐

用numpy、PyTorch自动求导、torch.nn库实现两层神经网络
用numpy.PyTorch自动求导.torch.nn库实现两层神经网络 1 用numpy实现两层神经网络 2 用PyTorch自动求导实现两层神经网络 2.1 手动求导 2.2 gradient自动 ...
如何在python中找到两个日期时间对象之间的时差？
本文翻译自:How do I find the time difference between two datetime objects in python? 如何分辨两个datetime对象之间的时 ...
拼字符串成为时间，和两个计算时间点的中间值
拼字符串成为时间,和两个计算时间点的中间值 select convert(datetime,'2016-09-18 '+SUBSTRING(CONVERT(varchar(100),d_bdate, ...
快两年的时间，我都干了啥
‍‍ ‍‍大家好,我是写代码的篮球球痴这是一篇总结性的文章,主要是总结这一年多快两年的时间,我都在做了些什么. 公司名字我就不说了,知道的人一眼就知道了. 我们是一家智能家居的公司. 提到智能家居, ...
imageJ把两张图片在时间轴上进行合并
imageJ把两张图片在时间轴上进行合并方案1: 1.把单张图片都放在一个文件夹中: 2.把文件夹拖到imageJ中: 3.点击确定,自动完成了合并定,自动完成了合并方案2: https://b ...
想花钱速学互联网行业，大概花两三个月的时间，出来好找工作吗
背景: 汇总了下老王在其他平台的原创回复,欢迎关注老王原创公众号[软件老王],关注不迷路! 1.想在深圳自己花一两万块钱速学互联网行业,大概花两三个月的时间,出来好找工作吗? 老王观点: 评论区很多留 ...
vue - 比较两个日期大小、比较同一天两个时间大小（判断两个日期时间的大小）JS 解决方法
介绍 vue项目中,可能需要对比两个日期时间的大小,如下代码所示: 2018-8-12 12:30 | 2018-8-12 02:30 它们谁大? 比较两个日期大小方法一: //比较两个日期大小.格 ...
java两个时间相差分钟_Java计算两个日期时间相差几天,几小时,几分钟等
展开全部思路是先计算两个62616964757a686964616fe59b9ee7ad9431333365666264日期相差的毫秒数,然后分别根据每天的毫秒数.每小时的毫秒数.每分钟的毫秒数来计 ...
js计算两个时间是否大于一个月
转载自 miskss /*** 获取某年某月的总天数* @param {Number} year 获取天数的年份* @param {Number} month 获取天数的月份* @returns {N ...

用了两天的时间搞出了一个求导计算器

用了两天的时间搞出了一个求导计算器相关推荐

最新文章

热门文章