用Python计算分子化合物中元素的数量(如果可能的话递归)？

Question

所以我试着编写一些代码来告诉我任何给定化合物中元素的数量。我甚至不知道从哪里开始:我试着编写一些东西，但后来意识到它只适用于简单的化合物(或者根本不起作用)。下面是我想要的一个例子：

>>> function_input : 'NaMg3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4', 'O'

>>> function_return : 31

到目前为止，我的代码非常混乱(IT不工作，它只是说明了我粗略的思考过程)：

def get_pos_from_count(string: str, letter: str):
    count = string.count(letter)
    lens = [-1]
    for i in range(count):
        lens += [string[lens[i] + 1:].index(letter) + lens[i] + 1]
    return lens[1:]



def find_number(string, letter):
    if string.count(letter) == 0: return 0
    numbers = '1234567890'
    try:
        mul1 = int(string[0])
    except ValueError:
        mul1 = 0
    mul2 = []
    sub_ = 1
    list_of_positions = get_pos_from_count(string, letter)
    for i in list_of_positions:
        try:
            sub_ += int(string[i + 1]) if string[i + 1] in numbers else 0
        except IndexError: pass
        if string[i + 1:].count(')') > string[i + 1].count('('):
            try:
                mul2 += int(string[string[i + 1:].count(')') + 1])
            except (IndexError, ValueError): pass
    return mul1 * sub_ * mul2

我试图实施的办法是：

string)

• Return

• 查找该元素在复合词中出现的次数。

• 查找每个下标，如果所述元素位于括号内，则在括号外乘以下标。

• 求和所有下标，乘以化合物数(在

1. 中的第一个字符为用户

)。

但后来我意识到我的代码要么非常长，要么需要递归，我不知道如何在这里应用。

如果可能的话，我想要一个半工作的函数，但是关于如何处理这个问题的快速提示也是有帮助的！

如果可能的话，我不想使用外部库。

tl;dr：元素原子性的This question，没有外部库(如果可能的话)。

编辑：是的，我链接的问题确实有关于如何做到这一点的提示，但是当我试图使任何代码只对一个元素工作，并将其权重设置为1时，我遇到了许多我不知道要解决的问题。

Answer 1

让我们把这项任务分成三个部分：

将字符串标记为元素、数字的列表，并将方括号标记为具有嵌套列表的嵌套列表。brackets;

• Parse .

。

介绍我的工具：

标记：more_itertools.split_when;

• Parsing方括号: recursion;

• Counting元素：collections.counter.

from more_itertools import split_when, pairwise
from itertools import chain
from collections import Counter

def nest_brackets(tokens, i = 0):
    l = []
    while i < len(tokens):
        if tokens[i] == ')':
            return i,l
        elif tokens[i] == '(':
            i,subl = nest_brackets(tokens, i+1)
            l.append(subl)
        else:
            l.append(tokens[i])
        i += 1
    return i,l

def parse_compound(s):
    tokens = [''.join(t) for t in split_when(s, lambda a,b: b.isupper() or b in '()' or (b.isdigit() and not a.isdigit()))]
    tokens = [(int(t) if t.isdigit() else t) for t in tokens]
    i, l = nest_brackets(tokens)
    assert(i == len(tokens)) # crash if unmatched ')'
    return l

def count_elems(parsed_compound):
    c = Counter()
    for a,b in pairwise(chain(parsed_compound, (1,))):
        if not isinstance(a, int):
            subcounter = count_elems(a) if isinstance(a, list) else {a: 1}
            n = b if isinstance(b, int) else 1
            for elem,k in subcounter.items():
                c[elem] += k * n
    return c

s = 'NaMg3Al6(B(CO2)3)3Si6O18(OH)4'

l = parse_compound(s)
print(l)
# ['Na', 'Mg', 3, 'Al', 6, ['B', ['C', 'O', 2], 3], 3, 'Si', 6, 'O', 18, ['O', 'H'], 4]


c = count_elems(l)
print(c)
# Counter({'O': 40, 'C': 9, 'Al': 6, 'Si': 6, 'Mg': 3, 'B': 3, 'Na': 1})

print(c['O'])
# 40

Answer 2

尝试使用这个递归函数：

import re

def find_number(s, e):
    if s == '':
        return 0
    x = re.search('\(([A-Za-z0-9]*)\)([0-9]*)', s)
    if x is not None:
        return (find_number(s[:x.start()] + s[x.end():], e) +
                find_number(x.groups()[0], e) * int(x.groups()[1] or '1'))
    return sum(int(x.groups()[0] or '1')
               for x in re.finditer(f'{e}([0-9]*)', s))

示例：

>>> find_number('NaMg3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4', 'O')
31