Biblioteca de C#para la simplificación y resolución de álgebra

algebra symbolic-math

Question

Hay bastantes solucionadores y simplificadores de álgebra en la web (por ejemplo, el decente en algebra.com). Sin embargo, estoy buscando algo que pueda conectar a C # como parte de un proyecto más grande (estoy haciendo mi propia calculadora, pero obviamente pediría permiso, etc.).

Lo ideal sería usar código como:

String s = MathLib.Simplify("5x*(500/x^2*(sqrt(3)/4)+1)+2x^2+(sqrt(3)/2)*x^2");

Y ''s'' se simplificaría hasta: "1082.532/x+5*x+2.866*x^2"

(Exactitud 3dp allí, pero uno podría cambiar eso si fuera necesario).

Resolver una variable en particular también sería bueno. Necesito algo liviano y rápido también (los cálculos como los anteriores serían preferiblemente de menos de 5 ms, incluida la latencia de inicio).

Después de algunas investigaciones, programas como Sage, Octave o Mathematica son probablemente excesivos (mi aplicación solo será un pequeño <200k exe probablemente). Dotnumerics.com o Mathdotnet.com pueden ser adecuados, pero el primero no parece mencionar la simplificación algebraica, y la falta de documentación y ejemplos en el segundo es un apagón. Me pregunto si hay alternativas apropiadas también. Una lista grande se puede encontrar aquí: http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_computer_algebra_systems

Answer 1

¿Ha intentado crear algunas clases simples que implementan el algoritmo Shunting Yard (notación polaca inversa) que procesar la notación postfix utilizando el procesamiento de pila de procesamiento de pila?

Answer 2

Hay una serie de respuestas que se encuentran en una pregunta SO relacionada . Aunque ninguno, aparte de mathdotnet , caiga en la intersección de los símbolos (el tipo de simplificación que está solicitando anteriormente), la ligereza y la accesibilidad en .Net.

Veo que ya has encontrado el foro mathdotnet . Tenga en cuenta que algunos de sus desarrolladores son SO usuarios:

• Christoph Rüegg
• Joannes Vermorel (aunque ohloh me dice que está más vinculado a la sección de números)

Eso podría complementar el apoyo que pides.

Answer 3

Me las arreglé para llamar con éxito a SymPy para hacer esto desde C #. SymPy proporciona una función de simplificación relativamente robusta con la que he tenido éxito. Ahora no estoy completamente seguro de cómo empaquetar esto bien (no tengo que instalar Ironpython), o incluso qué tan difícil puede ser un puerto directo del código.

1. Instalar IronPython
2. Obtener SymPy
3. Agrega estos recursos a tu proyecto
   • IronPython.dll
   • IronPython.Modules.dll
   • Microsoft.Dynamic.dll
   • Microsoft.Scripting.dll

4. Código C # de la siguiente manera:

   var engine = Python.CreateEngine();
   var paths = engine.GetSearchPaths();
   paths.Add(@"c:/program files (x86)/ironpython 2.7/lib");
   paths.Add(@"c:/Development/sympy");
   engine.SetSearchPaths(paths);
   
   // expression to simplify
   var expr = "0 + 1 * 1 * (x - 2) / (1 - 2) * (x - 3) / (1 - 3) * (x - 4) / (1 - 4) + 8 * 1 * (x - 1) / (2 - 1) * (x - 3) / (2 - 3) * (x - 4) / (2 - 4) + 27 * 1 * (x - 1) / (3 - 1) * (x - 2) / (3 - 2) * (x - 4) / (3 - 4) + 64 * 1 * (x - 1) / (4 - 1) * (x - 2) / (4 - 2) * (x - 3) / (4 - 3)";
   
   var scope = engine.CreateScope();
   var script = engine.CreateScriptSourceFromString(@"
   from sympy import *
   import clr
   from System import String
   
   expr = simplify(''" + expr + @"'')
   result = clr.Convert(expr, String)
   ");
   
   script.Execute(scope);
   
   // prints "x**3"
   Console.WriteLine(scope.GetVariable("result"));

Answer 4

Symbolism es una biblioteca de C # que implementa la simplificación automática de expresiones algebraicas.

Siguiendo con tu expresión de ejemplo, el siguiente programa:

var x = new Symbol("x");

(5 * x * (500 / (x ^ 2) * (sqrt(3.0) / 4) + 1) + 2 * (x ^ 2) + (sqrt(3.0) / 2) * (x ^ 2))
    .AlgebraicExpand()
    .Disp();

Muestra esto en la consola:

1082.5317547305483 / x + 5 * x + 2.8660254037844384 * (x ^ 2)