如何对含SymPy符号的数组先排序再进行相似元素分组？

可以通过排序+分组的组合操作实现需求，具体步骤如下：

1. 排序数组 #

由于数组中的元素都是y的倍数，我们可以提取每个表达式的系数作为排序依据，确保按系数从小到大排列：

import sympy as smp
from itertools import groupby

x,y,c,a = smp.symbols('x y c a', real=True)
arr = [5*y, 7*y, 2*y,13*y, 7*y, 2*y]

# 排序：提取与y相乘的系数作为排序key
sorted_arr = sorted(arr, key=lambda expr: expr.as_coeff_Mul()[0])

2. 分组相似元素 #

使用itertools.groupby对排序后的数组分组，同样以系数作为分组依据（排序后相同元素已连续，可直接分组）：

# 分组：将系数相同的元素归为一组
grouped = []
for _, group in groupby(sorted_arr, key=lambda expr: expr.as_coeff_Mul()[0]):
    grouped.append(list(group))

print(grouped)
# 输出：[[2*y, 2*y], [5*y], [7*y, 7*y], [13*y]]

简化写法 #

也可以将两步合并为一行代码：

grouped = [list(g) for _, g in groupby(sorted(arr, key=lambda e: e.as_coeff_Mul()[0]), key=lambda e: e.as_coeff_Mul()[0])]

关键说明 #

• expr.as_coeff_Mul()[0]用于提取表达式中与y相乘的系数（例如2*y会提取出2），保证排序和分组的判断标准一致。
• itertools.groupby仅对连续的相同元素分组，因此排序是分组的必要前提。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者didem