如何将Mathematica中的代码转换为Python？ 您需要阅读Mathematica和Python的文档将Mathematica转换为Python

问题描述

我有以下Mathematica代码来将图形的边长缩放为等于边权重。 （ref）

edges = {1 <-> 2,1 <-> 3,1 <-> 4,2 <-> 5,2 <-> 6,5 <-> 6,3 <-> 4,3 <-> 7,6 <-> 7,7 <-> 8,2 <-> 9};

vd = {{75.,25.,0},{115.,45.,{10.,5.,{45.,{90.,60.,55.,{0,50.,0}};

vl = Range[Length@vd];

vcoords = MapIndexed[#2[[1]] -> # &,vd];
ew = {1 \[UndirectedEdge] 2 -> 49.6,1 \[UndirectedEdge] 3 -> 74.4,1 \[UndirectedEdge] 4 -> 49.6,2 \[UndirectedEdge] 5 -> 37.2,2 \[UndirectedEdge] 6 -> 74.4,5 \[UndirectedEdge] 6 -> 49.6,3 \[UndirectedEdge] 4 -> 37.2,3 \[UndirectedEdge] 7 -> 24.8,6 \[UndirectedEdge] 7 -> 62,7 \[UndirectedEdge] 8 -> 37.2,2 \[UndirectedEdge] 9 -> 24.8}

g3d = Graph3D[vl,edges,VertexCoordinates -> vcoords,EdgeWeight -> ew,VertexLabels -> Placed["Name",Center],EdgeLabels -> {e_ :> Placed["EdgeWeight",Center]},VertexSize -> .3,VertexStyle -> Red]
vars3d = Array[Through[{x,y,z}@#] &,Length @ vd];

λ = 1/100.;

obj3d = Total[(Norm[vars3d[[First@#]] - vars3d[[Last@#]]] - # /. ew)^2 & /@ 
  EdgeList[g3d]] +  λ Total[Norm /@ (vars3d - vd)];

lbnd = 0;
ubnd = 500;

solution3d = Last@Minimize[{obj3d,And @@ Thread[lbnd <= Join @@ vars3d <= ubnd]},Join @@ vars3d];

edgeLengths3d = # -> Norm[vars3d[[First@#]] - vars3d[[Last@#]]] /. 
     solution3d & /@ EdgeList[g3d];

Grid[Prepend[{#,# /. ew,# /. edgeLengths3d} & /@ 
   EdgeList[g3d],{"edge","EdgeWeight","Edge Length"}],Dividers -> All]

我正在尝试用Python重写相同的代码。输入已转换为 python数据类型列表和字典。

edges = [(1,2),(1,3),4),(2,5),6),(5,(3,7),(6,(7,8),9)];
vl = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
ew = {(1,2) : 49.6,3): 74.4,4) : 49.6,5): 37.2,6) : 74.4,6): 49.6,4) : 37.2,7):24.8,7) : 62,8) : 37.2,9) : 24.8}
vd = {1:[75.,0],2:[115.,3:[10.,4:[45.,5:[90.,6:[45.,7:[0,8:[10.,9:[115.,0]}; 

我不确定必须如何在Python中转换优化命令。 有关如何在Python中编写obj3d和solution3d行的建议将很有帮助。

解决方法

如何将Mathematica中的代码转换为Python？

如果代码很小（几百行），则最好手动进行转换（或分包）。

您需要阅读Mathematica和Python的文档。

如果代码很大（成千上万行），则可以考虑对source to source转换器进行编码。为此，请阅读Dragon book，然后选择高级编程语言（例如Ocaml或SBCL或Haskell）来编写这样的翻译器（使用解析器生成器工具，例如Menhir，ANTLR以及受Iburg等启发的方法...）。预算半年的全职工作。

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将Mathematica转换为Python

这只是在某种程度上使用了各种语言和工具完成的，到目前为止，我还不知道完整的解决方案。

我研究了一下，可行的路线可能是：

Mathematica -> SymPy / ANTLR -> Python 要么 Mathematica -> C / Fortran -> Callable from Python

（自然地）Mathematica的处理方式比面向对象的方式更具功能性，因此直接转换为Python可能是可行的，但会导致看上去有些毛茸茸的Python代码。

如果您确实想继续沿Mathematica -> Python路线走，那会有一个非常聪明的人（量子信息与基金会组织CSIC的资深科学家），名叫JuanJoséGarcíaRipoll，他已经启动了转换Mathematica笔记本的工具直接使用Python。

它使用了一个非常简单的基于解析器的方法，该方法基本上会爬过Mathematica表达式，将运算符转换为Python等效项，并从中创建有效的Python表达式。 暂时它可以用于最简单的操作，但是如果您不想从头开始，那将是一个不错的起点。

它已经能够翻译Mathematica表达式，例如：

进入Python代码，所以这不是那基本的。不错的起点。

您可以下载包含代码和示例的Mathematica Notebook文件 here

解释该工具的博客文章为here

Mathics项目在同一域中还包含一些有趣的代码。您可能想查看相关的source files。

我知道这不能完全回答您的问题，但是它确实提供了使其可行的解决方案的指针，尽管这需要一些工作。

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