symbuna 0.1.0

高校数Ⅲレベルの数式処理ライブラリ

SymBuna

SymBuna は、C++による高速なバックエンドと、Pythonによる直感的なフロントエンドを融合させた「高校数Ⅲレベル」に特化した軽量・高速な数式処理ライブラリ（Symbolic Engine）です。

特徴 (Features)

• 直感的な人間スタイル入力: 5x や 2pi といった省略された掛け算や、sin(pi/4) などの直感的な入力を自動でパースします。
• 自動簡略化: 分母の有理化（1/sqrt(2) -> sqrt(2)/2）や、三角関数の特殊角、対数法則などを自動で綺麗に計算・整理します。
• Jupyter Notebook 対応: 自動で美しい LaTeX 形式（$\LaTeX$）で数式がレンダリングされます。
• 高速性: コアな AST（抽象構文木）と簡略化エンジンはすべて C++17 で書かれており、Python 側との連携は pybind11 を通じて極めて低オーバーヘッドで行われます。

インストール (Installation)

ソースコードをクローンし、pip で開発モードとしてインストールします。 （※ インストールには C++17 対応のコンパイラと pybind11 が必要です）

git clone https://github.com/wagomuchan/symbuna.git
cd symbuna
pip install pybind11
pip install -e .

使い方 (Usage)

基本的なパースと表示

symbuna.parse に文字列を渡すだけで、自動的にパースと簡略化が行われます。

import symbuna

# 1. 自動簡略化と暗黙の掛け算のパース
expr = symbuna.parse("2x + 3x")
print(expr)  # 出力: 5 \cdot x

# 2. 三角関数と特殊角
expr2 = symbuna.parse("sin(pi/4)")
print(expr2) # 出力: \frac{\sqrt{2}}{2}

# 3. 有理化と立方根
expr3 = symbuna.parse("1 / sqrt(2)")
print(expr3) # 出力: \frac{\sqrt{2}}{2}

expr4 = symbuna.parse("cbrt(8)")
print(expr4) # 出力: 2

Jupyter Notebook での利用

Jupyter環境（JupyterLab, VSCode, Google Colab等）では、変数をそのまま評価するだけで、美しく数式が描画されます。

# Jupyter セル内
symbuna.parse("(-b + sqrt(b^2 - 4a c)) / (2a)")

(上記を実行すると、二次方程式の解の公式が LaTeX 形式で描画されます)

サポートしている記号・関数

• 定数: pi (円周率), e (ネイピア数)
• 四則演算・べき乗: +, -, *, /, ^
• 関数:
  • sqrt (平方根), cbrt (立方根)
  • sin, cos, tan (三角関数)
  • log, ln (自然対数)

テストの実行

pip install pytest
python -m pytest tests/ -v

ライセンス (License)

MIT License