如何向sympy生成的导数函数中代入数值计算结果？

实现方法分为两种常见场景： #

1. 单次少量数值代入：使用subs方法

直接对求导得到的符号表达式调用.subs(变量名, 数值)即可得到计算结果，示例代码如下：

import sympy 

def ham():
    x = sympy.Symbol("x")
    return x**3 + x**2 + 1
# 求导得到符号形式的导数表达式
deriv_expr = sympy.diff(ham())
# 代入x=3计算结果
res = deriv_expr.subs('x', 3)
print(deriv_expr) # 输出：3*x**2 + 2*x
print(res) # 输出：33

如果需要同时代入多个变量，可传入字典格式：deriv_expr.subs({x:3, y:2})。

2. 多次代入/批量数值计算：使用lambdify转成可调用函数

如果需要频繁代入不同数值计算，subs执行效率较低，推荐用sympy.lambdify将符号表达式转换为普通Python可调用函数，调用方式和普通函数完全一致，还支持传入numpy数组批量计算：

import sympy
import numpy as np

x = sympy.Symbol("x")
origin_expr = x**3 + x**2 + 1
deriv_expr = sympy.diff(origin_expr)
# 转换为可调用函数
deriv_func = sympy.lambdify(x, deriv_expr)
# 单次调用
print(deriv_func(3)) # 输出：33
# 批量传入数组计算
print(deriv_func(np.array([1,2,3]))) # 输出：[ 5 16 33]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Znone