Sympy中直接输出dict(zip())报TypeError的原因与解决办法

编辑补充：仅在直接输出dict(zip(...))的结果时才会出现该问题。以下使用print输出的代码可正常运行：

import sympy as sp
x, y = sp.symbols('x,y')
d = dict(zip([x, y], [1, 1]))
print(d)

但直接输入dict(zip([x, y], [1, 1]))会触发报错。

如下极简代码：

import sympy as sp
x, y = sp.symbols('x,y')
dict(zip([x, y], [1, 1]))

会产生如下错误：

TypeError: cannot determine truth value of Relational

问题核心 #

请问该错误产生的原因是什么？如何解决？若无需使用OrderedDict则更为便捷。
似乎有其他用户执行相同操作未出现此错误（该用户存在其他问题）。

以下为完整代码及报错信息，使用的是旧版Python（3.6.5），本以为可正常运行：

>>> x, y = sp.symbols('x,y')
>>> dict(zip([x, y], [1, 2]))
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 449, in runcode
  File "<interactive input>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 692, in pphook
  File "C:\development\Portable Python 3.6.5 x64 R2\App\Python\lib\pprint.py", line 53, in pprint
    printer.pprint(object)
  File "C:\development\Portable Python 3.6.5 x64 R2\App\Python\lib\pprint.py", line 139, in pprint
    self._format(object, self._stream, 0, 0, {}, 0)
  File "C:\development\Portable Python 3.6.5 x64 R2\App\Python\lib\pprint.py", line 161, in _format
    rep = self._repr(object, context, level)
  File "C:\development\Portable Python 3.6.5 x64 R2\App\Python\lib\pprint.py", line 393, in _repr
    self._depth, level)
  File "C:\development\Portable Python 3.6.5 x64 R2\App\Python\lib\pprint.py", line 405, in format
    return _safe_repr(object, context, maxlevels, level)
  File "C:\development\Portable Python 3.6.5 x64 R2\App\Python\lib\pprint.py", line 511, in _safe_repr
    items = sorted(object.items(), key=_safe_tuple)
  File "C:\development\Portable Python 3.6.5 x64 R2\App\Python\lib\site-packages\sympy\core\relational.py", line 384, in __nonzero__
    raise TypeError("cannot determine truth value of Relational")
TypeError: cannot determine truth value of Relational

错误原因 #

从报错栈可以定位到问题根源：

1. Python 3.6.5的交互式环境中，直接输入表达式回车时，解释器会调用pprint模块美化输出结果。
2. pprint处理字典时，会强制对键值对排序（sorted(object.items(), key=_safe_tuple)）。
3. 排序过程需要比较SymPy符号的大小，但SymPy的符号是抽象变量，比较时不会返回布尔值，而是生成Relational对象（比如x > y）。当pprint尝试将这个对象转为布尔值用于排序时，就触发了报错——因为SymPy无法确定抽象符号关系的真值。

而用print()输出时，Python直接调用字典的__str__方法，不会触发排序操作，因此不会报错。

解决方法 #

方法1：用print输出（最便捷） #

直接将结果赋值给变量后用print()输出，绕过pprint的排序逻辑：

import sympy as sp
x, y = sp.symbols('x,y')
d = dict(zip([x, y], [1, 1]))
print(d)

方法2：禁用交互式环境的pprint #

修改sys.displayhook，让解释器直接打印结果而非美化：

import sys
sys.displayhook = lambda obj: print(obj) if obj is not None else None

之后直接输入dict(zip([x, y], [1, 1]))就不会报错。

方法3：手动调用字典的字符串方法 #

直接调用字典的__repr__或__str__方法输出：

import sympy as sp
x, y = sp.symbols('x,y')
print(repr(dict(zip([x, y], [1, 1]))))

方法4：升级Python版本 #

Python 3.7及以上版本中，字典默认保留插入顺序，pprint不再强制排序。升级后直接输入表达式也不会触发此错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sancho.s ReinstateMonicaCellio