（Python）求解未知数的方程式，并用方程式找到该数字

Question

我编写了一个代码（用于娱乐和练习）以平衡化学方程式。我想尝试平衡N + A一下= ZN = 2A = 2Z = 6if N + A != Z:print('X')balancer = ???平衡器应为3，这样，如果我建立一个方程式，例如（平衡器x N）+ A = Z，那它将是正确的。我如何在没有直接输入的情况下将平衡器设为三。

Answer 1

您可以手工制作基本的代数：

(balancer * N) + A = Z

(balancer * N) = Z - A # subtract A from both sides

balancer = (Z - A) / N # divide both sides by N

…然后将其转换为代码很简单-最后一行实际上是有效的Python代码，没有任何更改。

或者，如果您希望Python为您做到这一点，只需指定(balancer * N) + A = Z一个方程式即可……Python并没有内置任何东西可以做，但是有像SymPy这样的代数库可以做。

您将真的要完成整个教程，但要简短……

首先，您必须首先告诉您变量是变量：

>>> from sympy import symbols, solve, Eq

>>> A, N, Z, balancer = symbols('A N Z balancer')

然后，建立一个方程式。左侧可以是(balancer * N) + a和Z，但不能只在它们之间放置=或==。您必须使用Eq：

>>> equation = Eq((balancer * N) + A, Z)    

现在，您可以用值代替变量：

>>> equation.subs(dict(N=2, A=2, Z=6))

Eq(2*balancer + 2, 6)

最后，解决有效的解决方案：

>>> solve(equation.subs(dict(N=2, A=2, Z=6))

[2]

或者，如果您希望通过代数求解，然后用替代的方法代替，而不是相反的方法：

>>> solve(equation, 'balancer')

[(-A + Z)/N]

>>> [s.subs(dict(N=2, A=2, Z=6)) for s in solve(equation, 'balancer')]

[2]

Answer 2

您需要一个条件来测试左侧N + A大于或小于右侧Z。您可以使用(N + A) - Z，yielding -2，它告诉您缺少两个原子。从那里开始，您需要编写一些逻辑来确定您缺少的原子。

使用指向整数的简单变量，无法直观地预测您需要添加的原子。不过，大概是您正在根据方程式进行工作，因此，我建议您考虑使用正则表达式解决方案来解析该问题。像这样的东西：

>>> import re

>>> m = re.findall('(\d*)((?:[A-Z][a-z]?\d*)+)', '2CH4 + O2')

>>> for n, molecule in m:

...     print(n or 1, molecule)

... 

2 CH4

1 O2

然后从那里类似地解析原子。