Wolfram mathematica 将表达式导出到C，第1部分[wolfram mathematica]

我有几个用Mathematica生成的表达式，我想导出到外部C程序的源代码中。“CForm”几乎实现了我想要的功能，除了求幂表示为调用

Power（）

。我的表达式只涉及小的幂，因此我更希望C中的表达式使用内联乘法，而不是调用

Power（）

例如，

CForm[2 hgt^2 k1inv^3 mx0 wid^2+hgt^2 k1inv^3 wid^3]

2*功率（hgt，2）*功率（k1inv，3）*mx0*功率（wid，2）+
功率（hgt，2）*功率（k1inv，3）*功率（wid，3）

…而我想产生的是：

2*hgt*hgt*k1inv*k1inv*mx0*wid*wid+
hgt*hgt*k1inv*k1inv*k1inv*wid*wid*wid

我最初尝试选择表达式的内部

幂[..]

部分，并使用

x\u符号^y\u整数/，将其重新映射到乘法；y>1:>Fold[Times，1，Table[#1，{#2}]

被mathematica立即将我精心生成的子表达式

a*a*a

右转为

幂[a，3]

；-）我知道它只是想帮忙，但我不知道如何让它停下来，在这种情况下

---

在我写这个问题时，我突然想到，我可以将

CForm

的输出捕获到一个字符串中，然后对其执行字符串模式匹配和操作，但这是一个好方法吗？我想我更喜欢将其作为Mathematica表达式进行处理，因为我需要重新映射，然后输出..？

对于手头的案例，您可以使用以下内容：

Clear[getCFormNoPowers];
getCFormNoPowers[expr_] :=
  Module[{times},      
   Apply[Function[code, Hold[CForm[code]], HoldAll],
     Hold[#] &[expr /. x_Symbol^y_Integer /; y > 1 :> 
         times @@ Table[x, {y}]] /. times -> Times]];

比如说,

In[52]:= getCFormNoPowers[2 hgt^2 k1inv^3 mx0 wid^2+hgt^2 k1inv^3 wid^3]

Out[52]= Hold[2*mx0*(hgt*hgt)*(wid*wid)*(k1inv*k1inv*k1inv) + 
hgt*hgt*(k1inv*k1inv*k1inv)* (wid*wid*wid)]

结果被包装在

Hold

中，以防止其计算返回到

Power

-s。您可以将其转换为 使用类似于

ToString[HoldForm@@result]

的内容，可以随时创建字符串。或者你可以进一步操纵

编辑：

作为替代方案，您可以执行以下操作：

Clear[getCFormNoPowers];
getCFormNoPowers[expr_] :=
 Block[{Times},
   SetAttributes[Times, {Flat, OneIdentity}];
   Apply[Function[code, Hold[CForm[code]], HoldAll],
   Hold[#] &[expr /. x_Symbol^y_Integer /; y > 1 :> Times @@ Table[x, {y}]]]];

这也将保持术语的原始顺序，并消除不必要的括号，因此这一个似乎与您的规格完全对应

通常，您可能希望了解版本8的新“符号C生成”功能。将代码映射到符号C表达式可能是一种更健壮的方法。这样，您就不必一直担心计算问题，并且您可以在最后使用新功能生成整个C程序

编辑2：

要说明如何使用SymbolicCC解决问题，请执行以下操作：

Needs["SymbolicC`"];

Clear[getCFormNoPowersSymC];
getCFormNoPowersSymC[expr_] :=
  Block[{Times},
   SetAttributes[Times, {Flat, Orderless}];
   ToCCodeString[
     expr /. x_Symbol^y_Integer /; y > 1 :> Times @@ Table[x, {y}] //.     
       HoldPattern[(op : (Times | Plus))[args__]] :>  COperator[op, {args}]]];

In[53]:= getCFormNoPowersSymC[2 hgt^2 k1inv^3 mx0 wid^2+hgt^2 k1inv^3 wid^3]

Out[53]= 2 * hgt * hgt * k1inv * k1inv * k1inv * mx0 * wid * wid + 
    hgt * hgt * k1inv * k1inv * k1inv * wid * wid * wid

---

这种方法有几个优点。也许这两个主要因素是可组合性（人们可以将这些表达式嵌套在它们的符号形式中，从较小的代码块中构建较大的代码块），以及一个不需要考虑太多计算的事实（我不需要在这里使用

Hold

的任何技巧）。

感谢您给出了一个很好的答案，我仍然对它的许多微妙之处感到困惑（例如，为什么

HoldAll

用于

CForm？

巧妙地使用

时间
，但随后在
Hold
之外改为
时间
。以及未记录的（？）使用
HoldAll
作为
应用
的参数），我实际上删除了
HoldAll
，这是不必要的。另请参见另一个带有
块的解决方案。将属性添加到纯函数的可能性记录在
函数
页面中，这是“更多信息”部分下的最后一项。如果我使用了
函数[Null，Hold[CForm[#]和HoldAll]
，则会使用未记录的用法。这里最有趣的是，
CForm
在
Hold
内部工作。因此，与其他形式一样，它不是通常的命令，而是表示输出的特殊模式；如果我复制输出，然后粘贴到笔记本中，它似乎是Hold中的一个字符串值，例如
Hold[“2 hgt hgt hgt hgt k1inv k1inv k1inv mx0 wid wid+hgt hgt hgt k1inv k1inv k1inv wid wid”]
但将相同的复制缓冲区粘贴到文本编辑器中或执行
Fullform
显示它正在被保存
Hold[CForm][2 hgt hgt k1inv k1inv k1inv mx0 wid wid+hgt hgt hgt k1inv k1inv k1inv wid wid wid]
；奇怪，但CForm的文档确实警告说它只是一个巧妙的语法糖衣。顺便说一句，非常感谢您的帮助，这解决了我的问题。@Leonid Shifrin我一直在研究“符号C代”8的功能，但除了用Mathematica表示c程序，或者用参数化方法描述它，以便您可以快速生成同一程序的多个版本之外，我还不知道如何以合理的方式使用它。回到问题上来，我不知道如何用它来代替CForm。我可以想象你可以用符号C的概念来代替CForm，但这是工作，我希望Mathematica能帮我这么做。@Sjoerd坦白地说，我还没有太多地使用它。但在这种情况下，它并不太难，代码大小也差不多（见我文章的编辑部分），而这也可以作为构建更大程序的构建块，因此可以像这样累积自己的函数，最终将它们转换为Mathematica的一小部分C的迷你编译器，以满足个人需要。