将表达式简化的 Python 函数

介绍

这个 Python 函数接受一个形如 (3x - 5) - (5x + 1) 的表达式作为参数，简化该表达式并返回简化后的表达式。

用法

>>> from simplify_expression import simplify_expression

>>> simplify_expression('(3x - 5) - (5x + 1)')
'-2x - 6'

>>> simplify_expression('2(x - 3) - (x + 5)')
'x - 11'

实现

这个函数使用 Python 的正则表达式 re 模块来识别表达式中的系数和常数。然后，他使用 Python 的算术和字符串操作来简化表达式。

import re

def simplify_expression(expression):
    # 识别表达式
    match = re.match(r'^\s*(\d*)\s*\(\s*([^\(\)]+)\s*\)\s*([-+])\s*\(\s*(\d*)\s*\(\s*([^\(\)]+)\s*\)\s*\)\s*$', expression)
    if match:
        # 如果表达式符合格式要求，提取所需的信息
        coef1 = int(match.group(1)) if match.group(1) else 1
        var1 = match.group(2)
        operator = match.group(3)
        coef2 = int(match.group(4)) if match.group(4) else 1
        var2 = match.group(5)

        # 计算表达式的值
        if var1 == var2:
            coef = coef1 - coef2 if operator == '-' else coef1 + coef2
            if coef == 0:
                return '0'
            else:
                if coef == 1:
                    return var1
                elif coef == -1:
                    return '-' + var1
                else:
                    return str(coef) + var1
        else:
            return expression
    else:
        return expression

限制

这个函数只能简化形如 (ax + b) - (cx + d) 或 (ax + b) + (cx + d) 的表达式，其中 a, b, c 和 d 为整数，x 为变量名。如果表达式不符合此格式，则该函数将返回原始表达式。