SymPy Matrix子类及自定义类在REPL/Jupyter中的对象显示方法

一、先解决你继承sympy.Matrix时的错误 #

你原来的子类代码里super(a)的用法完全错误，super()的参数应该是类和实例（Python3中可以省略参数直接调用super()），用来调用父类的方法。而且SymPy的Matrix（实际是MutableDenseMatrix）的初始化逻辑需要正确传递参数给父类。

正确的子类化写法应该是这样的：

import sympy as sym

class Mat(sym.MutableDenseMatrix):
    def __init__(self, a):
        # 调用父类的初始化方法，传入矩阵数据
        super().__init__(a)

或者更严谨的，因为SymPy的矩阵类在__new__方法中处理实例创建，你也可以重写__new__：

class Mat(sym.MutableDenseMatrix):
    def __new__(cls, a):
        return super().__new__(cls, a)

这样创建X=Mat([[1,2,3]])就不会报错了，而且直接执行X会自动继承父类的显示逻辑。

二、非继承类中实现Jupyter直接显示矩阵的方法 #

你提到的“直接执行对象名时调用的魔法方法”分两种场景：

• 在Python终端REPL中，直接输入对象名回车，触发的是__repr__方法；
• 在Jupyter Notebook/Lab中，直接显示对象时，优先触发__repr_html__方法（这是Jupyter特有的魔法方法，用来生成HTML格式的显示内容），如果没有实现这个方法，才会 fallback 到__repr__。

SymPy的Matrix同时实现了这两个方法，所以在Jupyter里能显示成美观的表格，在REPL里显示成Matrix([[1, 2, 3]])的格式。

要让你的非继承类实现同样的效果，只需要把内部sym.Matrix对象的对应方法结果返回即可：

import sympy as sym

class Mat:
    def __init__(self, a):
        self.a = sym.Matrix(a)
    
    # 处理REPL和Jupyter的基础文本显示
    def __repr__(self):
        return repr(self.a)
    
    # 处理Jupyter的HTML美化显示
    def __repr_html__(self):
        return self.a._repr_html_()
    
    # 如果需要print(X)也显示正确的文本格式，可以重写__str__
    def __str__(self):
        return str(self.a)

现在你创建X=Mat([[1,2,3]])后，直接执行X：

• 在Jupyter里会显示和SymPy Matrix一样的表格；
• 在REPL里会显示Matrix([[1, 2, 3]])；
• 执行print(X)也会输出[1 2 3]。

你之前尝试的__call__方法是错误的方向，__call__是当你把对象当作函数调用时才会触发（比如X()），和直接显示对象毫无关系。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nick OZ