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from math import *
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import re
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def convert_formula(input):
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"""
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将输入的数学表达式转换为 Python 格式，并以字符串形式返回转换后的表达式
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"""
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input = str(input)
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trig_functions = ['sin', 'cos', 'tan', 'cot', 'sec', 'csc', 'arctan', 'arcsin', 'arccos']
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for func in trig_functions:
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# 匹配场景：函数名后紧跟字母/数字（如sinx→sin(x)，cos2x→cos(2x)）
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# 正则说明：\b确保匹配完整函数名，([a-zA-Z0-9])捕获后续字符
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input = re.sub(rf'\b{func}([a-zA-Z0-9])', rf'{func}(\1)', input)
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input = re.sub(r'(\d+\.?\d*|\.\d+|\))([a-zA-Z]|\d+\.?\d*|\.\d*|\()', r'\1*\2', input)
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# 替换所有的乘除符号为 Python 中的运算符
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input = input.replace("×", "*")
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input = input.replace("÷", "/")
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# 替换所有的括号
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input = input.replace("（", "(")
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input = input.replace("）", ")")
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# 替换所有的减号为 Python 中的运算符
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input = input.replace("﹣", "-")
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# 替换所有的加号为 Python 中的运算符
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input = input.replace("＋", "+")
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# 替换所有的²为 Python 中的运算符
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input = input.replace("²", "**2")
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# 替换所有的³为 Python 中的运算符
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input = input.replace("³", "**3")
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# 替换所有的绝对值符号为 abs()
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l=input.split("|")
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n=[2*i+1 for i in range(len(l)-1)]
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for i in n:
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if n.index(i)%2==0:
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l.insert(i,"abs(")
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else:
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l.insert(i,")")
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o = ""
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for i in l:
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o += i
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input = o
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# 替换开根号符号为 **0.5，正确匹配作用域
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# 正则说明：匹配 '√' 后的括号内容（如 √(a+b)）或连续非运算符字符（如 √5、√ab）
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input = re.sub(r'√([a-zA-Z0-9_.()]+)', r'(\1)**0.5', input)
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# 替换所有的 ln 为自然对数函数 log()，支持小数点和变量
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# 正则说明：匹配 'ln' 后紧跟的数字（含小数点）、字母、下划线（如 5.6、x、var_1 等）
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input = re.sub(r'ln([a-zA-Z0-9_.]+)', r'log(\1)', input)
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input = input.replace("ln","log")
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# 替换所有乘方符号为 Python 中的 ** 运算符
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input = input.replace("^", "**")
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return input
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def test_convert_formula():
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# 测试乘除符号转换
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assert convert_formula("3×4÷2") == "3*4/2", "乘除符号转换失败"
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# 测试括号转换
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assert convert_formula("（3 + 4）") == "(3 + 4)", "括号转换失败"
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# 测试加减符号转换
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assert convert_formula("5＋3﹣2") == "5+3-2", "加减符号转换失败"
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# 测试平方和立方符号转换
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assert convert_formula("2² + 3³") == "2**2 + 3**3", "平方和立方符号转换失败"
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# 测试绝对值符号转换
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assert convert_formula("|-5|") == "abs(-5)", "绝对值符号转换失败"
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# 测试自然对数符号转换
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assert convert_formula("ln5.6 + lnx + ln(2x)") == "log(5.6) + log(x) + log(2x)", "自然对数符号转换失败"
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# 测试开根号符号转换
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assert convert_formula("√9") == "(9)**0.5", "开根号符号转换失败"
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# 测试乘方符号转换
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assert convert_formula("2^3") == "2**3", "乘方符号转换失败"
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# 增加一个包含所有转换的测试用例
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assert convert_formula("3×（5＋2²）÷√(ln4)﹣|-3|³") == "3*(5+2**2)/((log(4)))**0.5-abs(-3)**3", "包含所有转换的测试失败"
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print("所有测试用例通过！")
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def split_function(function):
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"""
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将形如f(x)=x^2的函数表达式拆分成自变量和表达式两部分
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"""
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independent_variable=function.split("=")[0].split("(")[1].split(")")[0]
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expression=function.split("=")[1]
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return independent_variable, expression
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def test_split_function():
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# 测试函数表达式拆分
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assert split_function("f(x)=x^2") == ("x", "x**2"), "函数表达式拆分失败"
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# 测试自变量提取
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assert split_function("f(x)=x^2")[0] == "x", "自变量提取失败"
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# 测试表达式提取
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assert split_function("f(x)=x^2")[1] == "x**2", "表达式提取失败"
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# 增加一个复杂的函数表达式拆分测试用例
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assert split_function("g(x)=3x^2+5ln(x)") == ("x", "3*x**2+5*log(x)"), "复杂函数表达式拆分测试失败"
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# 调用测试函数
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if __name__ == "__main__":
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test_convert_formula() |
