Android 上的符号数学
在本文中,我将回归 Android 上的便携式科学软件。在之前的一篇文章中,我介绍了一个名为 xcas/giac 的程序。该程序是一个开源引擎,用于处理数学方程的符号操作。由于它是开源的,因此已被移植到多个不同的平台。由于 Android 的核心实际上是 Linux,因此已经制作了到 Android 平台的端口,并且可以在 Google Play 商店中找到。安装就像在商店中快速搜索并单击安装一样简单。
当您第一次启动 Xcas Pad 时,它会要求您启用应用程序随附的键盘。它会将您带到设置的“语言和输入”部分,以便您可以激活键盘。完成后,单击后退按钮并返回到 Xcas Pad 的主屏幕。主屏幕顶部有四个选项卡,您可以在其中访问主工作表、帮助屏幕、绘图器屏幕和会话窗格。xcas 窗格的底部是一行输入行,您可以在其中输入各个 xcas 命令。每个命令的输出都显示在 xcas 窗格的主要部分中。例如,您可以使用以下命令找到方程 x3–x 的导数
diff(x^3-x)

图 1. 主屏幕是一个工作表,您可以在其中立即开始工作。
输入方程后,您可以点击键盘上的“完成”按钮,或者如果您点击后退按钮,您也可以点击输入行最右侧的“回车”按钮。然后,您将看到命令条目的漂亮打印版本,结果行紧随其后(图 2)。

图 2. 命令和结果以漂亮打印的形式显示在主面板上。
如果您点击显示窗格中输入的命令,它将被复制并粘贴到输入行中,供您编辑。您也可以点击结果行以将其复制并粘贴到输入行中,以便您可以在计算的下一步中使用它。这非常有用,尤其是在您进行探索性工作时。
Xcas 是一个非常庞大的系统,但是,具有许多不同的命令。部分问题在于试图准确找到您需要使用的命令。点击屏幕顶部的“帮助”选项卡会弹出 Xcas Pad 中可用的帮助页面。在顶部,您可以输入搜索字符串以稍微缩小列表范围。您可以通过搜索字符串“diff”找到上述示例命令的描述。点击“diff”的条目会弹出一个帮助页面,其中包含简短描述、示例列表、相关命令和命令的参数。
图 3. 帮助信息适用于 Xcas Pad 中的命令。
在帮助页面的最顶部是一个命令名称列表,这些名称是别名并且彼此等效。点击其中一个会将该命令名称输入到主工作表选项卡的输入行中。
示例列表特别有用。您可以点击可用的示例之一,它将被复制到主工作表选项卡的输入行中。这是获得您需要执行的某些计算的起点的绝佳方法,让您只需进行一些编辑即可开始进行有用的工作。
需要记住的一件事是,Xcas Pad 就像大多数其他使用的符号数学程序一样,命令是按顺序运行的。这意味着如果您想重新运行较早的命令,它将基于引擎的当前状态再次重新运行。这可能与两次运行之间的不同,具体取决于您在两次运行之间所做的事情。例如,您可能已重写了问题中使用的函数。
您也可以在 Xcas Pad 中进行绘图。在帮助页面中搜索“plot”将显示大量可用的命令。向下滚动到命令 plot 并点击它将为您提供基本绘图的简单示例列表,以查看绘图的外观。输入以下示例将给出图 4 中显示的绘图。
plot(x-1/6*x^3,x)

图 4. 执行绘图命令会弹出绘图器选项卡。
绘图也经过漂亮打印,看起来相当不错。如果您只接受默认设置,您将获得没有标签的裸轴。不幸的是,可用的自定义性不如桌面版本那么多,因此您有点局限于仅创建和查看基本绘图。当您试图弄清楚特定方程在做什么时,这仍然非常有用。
假设您在过去一个小时一直在处理某个问题,并且想要保存您的工作。这些工作表在 Xcas Pad 中称为会话。为了保存您当前的工作表,您需要点击右上角的选项按钮以获取下拉菜单。从该菜单中,点击“保存会话”条目会弹出一个新窗口,您可以在其中输入要使用的文件名。

图 5. “保存会话”窗口允许您在 Android 设备上输入文件名。
有一个复选框,您可以在其中选择是否还要保存结果以及工作表中的命令。您可以从会话选项卡重新加载这些保存的会话。当您单击它时,它会为您提供 Android 上默认“主”目录的文件和目录列表。您从 Xcas Pad 保存的任何会话都将在 xcaspad 子目录中。您还可以从您在桌面上完成的工作中复制其他 xcas 保存的文件。
当您选择这些会话保存的文件之一时,您只能选择将其作为脚本运行。这是目前的主要缺陷之一。如果您想在运行文件之前对其进行更改,您需要先在文本编辑器中打开会话文件并在那里进行编辑。然后,您可以在 Xcas Pad 中打开并运行它。Android 上有许多非常好的文本编辑器可用,因此这不应该是一个阻碍问题。
现在您有了另一个工具来帮助您随时随地完成一些繁重的科学工作。只需您的手机或平板电脑,您就可以在任何您喜欢的地方处理您的下一个重大想法。如果您使用文件共享服务(例如 Dropbox 或 Google Drive),您只需在办公室拿起您的工作,无论您有几分钟的空闲时间。