文章目錄

• 簡介
• 規則
• 思路
• 示例代碼與運行效果

簡介

運行Python時，在程序運行過程中手動輸入一個函數表達式，并將其作為一個函數進行后續的調用工作，類似于Matlab里面的匿名函數。這個功能使用傳統語言會相當麻煩，當然，我也只是利用了Python的某些功能進行了一些技巧性的操作，大家會發現，正式因為Python的這些有用的函數，動態創建函數成為可能。

規則

創建函數時，乘號依舊是不能省略的，可以使用常規的表達式，例如"3*x^2"表示$3x^2$，“2^x”表示$2^x$，"e^x"表示$e^x$，"ln(x)"表示$lnx$。支持復數的四則運算，但是若復數在指數上需要自己額外編寫函數以適應計算。
當動態創建函數完成時，在交互式界面要求能任意調用函數值，若測試成功，則可在剩下的程序中擴展其他功能使用。調用形式類似于以下形式：

2**x-8*x+x^2-3 >>> f(9) 518.0 >>> f(0) -2.0 >>> for i in range(0,11):print("f(%.3f)=%.3f"%(i,f(i)))f(0.000)=-2.000 f(1.000)=-8.000 f(2.000)=-11.000 f(3.000)=-10.000 f(4.000)=-3.000 f(5.000)=14.000 f(6.000)=49.000 f(7.000)=118.000 f(8.000)=253.000 f(9.000)=518.000 f(10.000)=1041.000

思路

我們需要實現的功能類似于在系統編程（ISP），但使用過于復雜的算法是不可取的，在此筆者提供一種非常簡單的方法。首先介紹一下eval()函數，這是一個非常簡單的函數，可以將輸入的一串表達式轉換為結果值（python3），例如(eval(“1+1”)=2)，eval(“2**3”)=8。更有價值的一點是，如果import了math模塊，可以直接把math模塊的函數引入eval表達式，例如eval(“log10(100)”=2)。既然我們可以將一個特殊的用戶自定義表達式計算出來，為什么我們不能將其作為一個函數呢？因此，格式化字符串與其結合就成了最好的選擇。例如：

>>> str = "2*%d" >>> eval(str % 2) 4 >>> eval(str % 10) 20

這個思路有了之后，我們基本上就匯編寫我們的自定義函數程序了。

示例代碼與運行效果

""" 手動設置函數 輸入一個數學函數并調用它的值 Examples [in0]:9*x+2*x^2 [in1]:f(1) [out1]:11 [in2]:f(2) [out2]:26 """ from math import * import matplotlib.pyplot as plt from pylab import * init_str = input("請輸入一個函數，默認變量為x：\n") # 將所有的x替換為格式化符號 str_fx = init_str.replace("^", "**")def f(x):fx = str_fx.replace("x", "%(x)f") # 所有的"x"換為"%(x)f"return eval(fx % {"x": x}) # 字典類型的格式化字符串，將所有的"x"替換為變量xdef draw(a, b, interp):x = [a+ele*interp for ele in range(0, int((b-a)/interp))]y = [f(ele) for ele in x]plt.figure(1)plt.plot(x, y)xlim(a, b)title(init_str, color="b")plt.show()

運行效果如下：

請輸入一個函數，默認變量為x： >? atan(x)+pi*x/2-sin(x)+0.02*2^x >>> for i in range(0,11):print(f(i))0.02 1.5547235053844484 3.4194439445582017 5.980314744723077 8.685805466155546 10.826306675582638 12.389841108348575 14.32748696103622 18.143453699983926 25.425187561533313 38.20311205314207 請輸入一個函數，默認變量為x： atan(x)-log(2*x+1)+3*x^2-4*x draw(0,1,0.01)

顯示繪制的函數圖形如下：

可以看出本函數實現了用戶在運行過程中創建函數的功能，繪圖和調用只是最基本的兩個功能，讀者可在本基礎上進行擴展。
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Python】交互式界面创建函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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