Mathematische Gleichungen zu PowerPoint-Präsentationen in C++ hinzufügen

Übersicht

In PowerPoint ist es möglich, eine mathematische Gleichung oder Formel zu schreiben und in der Präsentation anzuzeigen. Dafür werden verschiedene mathematische Symbole in PowerPoint dargestellt und können dem Text oder der Gleichung hinzugefügt werden. Hierfür wird der Mathe‑Gleichungs‑Konstruktor in PowerPoint verwendet, der beim Erstellen komplexer Formeln wie folgt hilft:

• Mathematischer Bruch
• Mathematischer Radikal
• Mathematische Funktion
• Grenzwerte und Log‑Funktionen
• N‑stellige Operationen
• Matrix
• Große Operatoren
• Sinus‑, Cosinus‑Funktionen

Um eine mathematische Gleichung in PowerPoint hinzuzufügen, wird das Menü Einfügen -> Gleichung verwendet:

Damit wird ein mathematischer Text in XML erzeugt, der in PowerPoint wie folgt angezeigt werden kann:

PowerPoint unterstützt eine Vielzahl von mathematischen Symbolen zur Erstellung von Gleichungen. Das Erstellen komplizierter mathematischer Gleichungen in PowerPoint führt jedoch häufig nicht zu einem guten und professionell aussehenden Ergebnis. Benutzer, die häufig mathematische Präsentationen erstellen müssen, greifen auf Drittanbieterlösungen zurück, um ansprechende Formeln zu erzeugen.

Mit Aspose.Slide API können Sie programmgesteuert in C++ mit mathematischen Gleichungen in PowerPoint‑Präsentationen arbeiten. Erstellen Sie neue mathematische Ausdrücke oder bearbeiten Sie bereits erstellte. Der Export mathematischer Strukturen in Bilder wird ebenfalls teilweise unterstützt.

So erstellen Sie eine mathematische Gleichung

Mathematische Elemente werden verwendet, um beliebige mathematische Konstruktionen mit beliebiger Verschachtelung zu erstellen. Eine lineare Sammlung mathematischer Elemente bildet einen mathematischen Block, der durch die Klasse MathBlock repräsentiert wird. Die MathBlock‑Klasse ist im Prinzip ein abgegrenzter mathematischer Ausdruck, eine Formel oder Gleichung. MathPortion ist ein mathematischer Abschnitt, der mathematischen Text enthält (nicht zu verwechseln mit Portion). MathParagraph ermöglicht die Manipulation einer Menge von MathBlocks. Die genannten Klassen sind der Schlüssel zur Arbeit mit mathematischen Gleichungen in PowerPoint über die Aspose.Slides‑API.

Schauen wir uns an, wie wir die folgende mathematische Gleichung über die Aspose.Slides‑API erstellen können:

Um einen mathematischen Ausdruck auf der Folie hinzuzufügen, fügen Sie zunächst eine Form hinzu, die den mathematischen Text enthalten wird:

auto pres = System::MakeObject<Presentation>();
auto mathShape = pres->get_Slides()->idx_get(0)->get_Shapes()->AddMathShape(0.0f, 0.0f, 720.0f, 150.0f);

Nach dem Erstellen enthält die Form bereits standardmäßig einen Absatz mit einem mathematischen Abschnitt. Die MathPortion‑Klasse ist ein Abschnitt, der einen mathematischen Text enthält. Um auf den mathematischen Inhalt innerhalb der MathPortion zuzugreifen, beziehen Sie sich auf die MathParagraph‑Variable:

 auto mathParagraph = (System::AsCast<MathPortion>(mathShape->get_TextFrame()->get_Paragraphs()->idx_get(0)->get_Portions()->idx_get(0)))->get_MathParagraph();

Die MathParagraph‑Klasse ermöglicht das Lesen, Hinzufügen, Bearbeiten und Löschen von MathBlocks (MathBlock), die aus einer Kombination mathematischer Elemente bestehen. Beispiel: Erstellen Sie einen Bruch und fügen Sie ihn in die Präsentation ein:

auto fraction = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Divide(u"y");
mathParagraph->Add(System::MakeObject<MathBlock>(fraction));

Jedes mathematische Element wird durch eine Klasse repräsentiert, die das Interface IMathElement implementiert. Dieses Interface bietet zahlreiche Methoden zum einfachen Erzeugen mathematischer Ausdrücke. Man kann mit einer einzigen Codezeile einen recht komplexen Ausdruck erzeugen. Beispiel: Der Satz des Pythagoras lässt sich so darstellen:

auto mathBlock = System::MakeObject<MathematicalText>(u"c")
  ->SetSuperscript(u"2")
  ->Join(u"=")
  ->Join(System::MakeObject<MathematicalText>(u"a")->SetSuperscript(u"2"))
  ->Join(u"+")
  ->Join(System::MakeObject<MathematicalText>(u"b")->SetSuperscript(u"2"));

Operationen des Interfaces IMathElement sind in allen Elementtypen implementiert, einschließlich des MathBlock.

Vollständiges Beispiel:

auto pres = System::MakeObject<Presentation>();
auto mathShape = pres->get_Slides()->idx_get(0)->get_Shapes()->AddMathShape(0.0f, 0.0f, 720.0f, 150.0f);
auto mathParagraph = (System::AsCast<MathPortion>(mathShape->get_TextFrame()->get_Paragraphs()->idx_get(0)->get_Portions()->idx_get(0)))->get_MathParagraph();

auto fraction = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Divide(u"y");
mathParagraph->Add(System::MakeObject<MathBlock>(fraction));

auto mathBlock = System::MakeObject<MathematicalText>(u"c")
  ->SetSuperscript(u"2")
  ->Join(u"=")
  ->Join(System::MakeObject<MathematicalText>(u"a")->SetSuperscript(u"2"))
  ->Join(u"+")->Join(System::MakeObject<MathematicalText>(u"b")->SetSuperscript(u"2"));
mathParagraph->Add(mathBlock);

pres->Save(u"math.pptx", SaveFormat::Pptx);

Mathematische Elementtypen

Mathematische Ausdrücke setzen sich aus Sequenzen mathematischer Elemente zusammen. Die Sequenz wird durch einen mathematischen Block repräsentiert, und die Argumente der Elemente bilden eine baumartige Verschachtelung.

Es gibt zahlreiche mathematische Elementtypen, die zum Aufbau eines mathematischen Blocks verwendet werden können. Jeder dieser Typen kann in einem anderen Element aggregiert werden – die Elemente fungieren also als Container und bilden eine baumartige Struktur. Der einfachste Typ enthält keine weiteren Elemente des mathematischen Textes.

Jeder Elementtyp implementiert das Interface IMathElement, wodurch ein gemeinsamer Satz von mathematischen Operationen auf unterschiedliche Typen angewendet werden kann.

MathematicalText‑Klasse

Die MathematicalText‑Klasse stellt einen mathematischen Text dar – das Grundelement aller mathematischen Konstruktionen. Sie kann Operanden, Operatoren, Variablen und beliebigen linearen Text repräsentieren.

Beispiel: 𝑎=𝑏+𝑐

MathFraction‑Klasse

Die MathFraction‑Klasse beschreibt einen Bruch, der aus Zähler und Nenner besteht, getrennt durch einen Bruchstrich. Der Strich kann horizontal oder diagonal sein, abhängig von den Eigenschaften des Bruchs. Die Klasse wird auch für Stapelfunktionen verwendet, bei denen ein Element über einem anderen steht, ohne Bruchstrich.

Beispiel:

MathRadical‑Klasse

Die MathRadical‑Klasse definiert die Wurzelfunktion, bestehend aus einer Basis und optional einem Grad.

Beispiel:

MathFunction‑Klasse

Die MathFunction‑Klasse definiert eine Funktion eines Arguments. Methoden: get_Name() – Funktionsname und get_Base() – Funktionsargument.

Beispiel:

MathNaryOperator‑Klasse

Die MathNaryOperator‑Klasse definiert ein N‑stelliges mathematisches Objekt, z. B. Summen‑ oder Integralzeichen. Sie besteht aus einem Operator, einer Basis (oder Operanden) und optionalen oberen sowie unteren Grenzen. Beispiele für N‑stellige Operatoren sind Summation, Vereinigung, Schnittmenge, Integral.

Einfachere Operatoren wie Plus oder Minus werden nicht hier definiert, sondern durch ein einzelnes Text‑Element – MathematicalText – dargestellt.

Beispiel:

MathLimit‑Klasse

Die MathLimit‑Klasse erzeugt eine obere oder untere Grenze. Sie besteht aus Text auf der Grundlinie und verkleinertem Text direkt darüber oder darunter. Das Element enthält nicht das Wort „lim“, ermöglicht jedoch das Platzieren von Text über oder unter dem Ausdruck. So wird der Ausdruck

mittels einer Kombination aus MathFunction und MathLimit wie folgt erzeugt:

auto funcName = System::MakeObject<MathLimit>(System::MakeObject<MathematicalText>(u"lim"), System::MakeObject<MathematicalText>(u"𝑥→∞"));
auto mathFunc = System::MakeObject<MathFunction>(funcName, System::MakeObject<MathematicalText>(u"𝑥"));

MathSubscriptElement, MathSuperscriptElement, MathRightSubSuperscriptElement, MathLeftSubSuperscriptElement‑Klassen

• MathSubscriptElement
• MathSuperscriptElement
• MathRightSubSuperscriptElement
• MathLeftSubSuperscriptElement

Die folgenden Klassen definieren einen tiefen bzw. hohen Index. Man kann gleichzeitig tief- und hochgestellt links oder rechts setzen; ein einzelner tief- oder hochgestellter Index wird nur rechts unterstützt. Der MathSubscriptElement kann zudem den mathematischen Grad einer Zahl festlegen.

Beispiel:

MathMatrix‑Klasse

Die MathMatrix‑Klasse definiert ein Matrix‑Objekt, das aus Kindelementen besteht, die in einer oder mehreren Zeilen und Spalten angeordnet sind. Matrixen besitzen keine eingebauten Begrenzungszeichen; um die Matrix in Klammern zu setzen, muss das Begrenzungs‑Objekt IMathDelimiter verwendet werden. Null‑Argumente können verwendet werden, um Lücken in der Matrix zu erzeugen.

Beispiel:

MathArray‑Klasse

Die MathArray‑Klasse definiert ein vertikales Array von Gleichungen oder anderen mathematischen Objekten.

Beispiel:

Formatierung mathematischer Elemente

• MathBorderBox‑Klasse: zeichnet eine rechteckige oder andere Umrandung um das IMathElement.

  Beispiel:

• MathBox‑Klasse: definiert das logische „Boxen“ (Packaging) des mathematischen Elements. Beispielsweise kann ein eingekapseltes Objekt als Operator‑Emulator mit oder ohne Ausrichtungs­punkt dienen, als Zeilenumbruch‑Punkt oder als Gruppe, die Zeilenumbrüche verhindert. Der Operator „==“ sollte beispielsweise in einer Box liegen, um Zeilenumbrüche zu verhindern.

• MathDelimiter‑Klasse: definiert das Begrenzungs‑Objekt, bestehend aus öffnenden und schließenden Zeichen (z. B. Klammern, geschweifte Klammern, eckige Klammern, senkrechte Striche) und einem oder mehreren mathematischen Elementen innen, getrennt durch ein angegebenes Zeichen. Beispiele: (𝑥2); [𝑥2|𝑦2].

  Beispiel:

• MathAccent‑Klasse: definiert die Akzent‑Funktion, bestehend aus einer Basis und einem kombinierenden diakritischen Zeichen.

  Beispiel: 𝑎́.

• MathBar‑Klasse: definiert die Balken‑Funktion, bestehend aus einem Basis‑Argument und einem Ober‑ oder Unterbalken.

  Beispiel:

• MathGroupingCharacter‑Klasse: definiert ein Gruppierungszeichen über oder unter einem Ausdruck, normalerweise zur Hervorhebung von Beziehungen zwischen Elementen.

  Beispiel:

Mathematische Operationen

Jedes mathematische Element und jeder mathematische Ausdruck (via MathBlock) implementiert das Interface IMathElement. Es ermöglicht die Anwendung von Operationen auf die bestehende Struktur und das Bilden komplexerer Ausdrücke. Alle Operationen besitzen zwei Parameter‑Sätze: entweder IMathElement oder einen String als Argument. Instanzen der MathematicalText-Klasse werden implizit aus den angegebenen Strings erzeugt, wenn String‑Argumente verwendet werden. Mathematische Operationen, die in Aspose.Slides verfügbar sind, werden unten aufgeführt.

Join‑Methode

• Join(String)
• Join(IMathElement)

Fügt ein mathematisches Element hinzu und bildet einen mathematischen Block. Beispiel:

auto element1 = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x");
    
auto element2 = System::MakeObject<MathematicalText>(u"y");

auto block = element1->Join(element2);

Divide‑Methode

• Divide(String)
• Divide(IMathElement)
• Divide(String, MathFractionTypes)
• Divide(IMathElement, MathFractionTypes)

Erzeugt einen Bruch des angegebenen Typs mit diesem Zähler und dem angegebenen Nenner. Beispiel:

auto numerator = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x");
auto fraction = numerator->Divide(u"y", MathFractionTypes::Linear);

Enclose‑Methode

• Enclose()
• Enclose(Char, Char)

Umschließt das Element in angegebenen Zeichen, z. B. Klammern oder anderen Rahmenzeichen.

/// <summary>
/// Encloses a math element in parenthesis
/// </summary>
virtual System::SharedPtr<IMathDelimiter> Enclose() = 0;

/// <summary>
/// Encloses this element in specified characters such such as parenthesis or another characters as framing
/// </summary>
virtual System::SharedPtr<IMathDelimiter> Enclose(char16_t beginningCharacter, char16_t endingCharacter) = 0;

Beispiel:

auto delimiter = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Enclose(u'[', u']');
auto delimiter2 = System::ExplicitCast<IMathElement>(System::MakeObject<MathematicalText>(u"elem1")->Join(u"elem2"))->Enclose();

Function‑Methode

• Function(String)
• Function(IMathElement)

Verwendet das aktuelle Objekt als Funktionsnamen und nimmt ein Funktionsargument.

/// <summary>
/// Takes a function of an argument using this instance as the function name
/// </summary>
/// <param name="functionArgument">An argument of the function</param>

virtual System::SharedPtr<IMathFunction> Function(System::SharedPtr<IMathElement> functionArgument) = 0;

virtual System::SharedPtr<IMathFunction> Function(System::String functionArgument) = 0;

Beispiel:

auto func = System::MakeObject<MathematicalText>(u"sin")->Function(u"x");

AsArgumentOfFunction‑Methode

• AsArgumentOfFunction(String)
• AsArgumentOfFunction(IMathElement)
• AsArgumentOfFunction(MathFunctionsOfOneArgument)
• AsArgumentOfFunction(MathFunctionsOfTwoArguments, IMathElement)
• AsArgumentOfFunction(MathFunctionsOfTwoArguments, String)

Verwendet das aktuelle Objekt als Argument einer Funktion. Sie können:

• Einen String als Funktionsnamen angeben, z. B. „cos“.
• Einen der vordefinierten Werte der Aufzählungen MathFunctionsOfOneArgument oder MathFunctionsOfTwoArguments auswählen, z. B. MathFunctionsOfOneArgument.ArcSin.
• Die Instanz eines IMathElement übergeben.

Beispiel:

auto funcName = System::MakeObject<MathLimit>(System::MakeObject<MathematicalText>(u"lim"), System::MakeObject<MathematicalText>(u"𝑛→∞"));
    
auto func1 = System::MakeObject<MathematicalText>(u"2x")->AsArgumentOfFunction(funcName);

auto func2 = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->AsArgumentOfFunction(u"sin");

auto func3 = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->AsArgumentOfFunction(MathFunctionsOfOneArgument::Sin);

auto func4 = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->AsArgumentOfFunction(MathFunctionsOfTwoArguments::Log, u"3");

SetSubscript, SetSuperscript, SetSubSuperscriptOnTheRight, SetSubSuperscriptOnTheLeft‑Methoden

• SetSubscript(String)
• SetSubscript(IMathElement)
• SetSuperscript(String)
• SetSuperscript(IMathElement)
• SetSubSuperscriptOnTheRight(String, String)
• SetSubSuperscriptOnTheRight(IMathElement, IMathElement)
• SetSubSuperscriptOnTheLeft(String, String)
• SetSubSuperscriptOnTheLeft(IMathElement, IMathElement)

Setzt Tief- bzw. Hochstellung. Man kann Tief- und Hochstellung gleichzeitig links oder rechts setzen; ein einzelner Tief‑ oder Hochstellungs‑Index wird nur rechts unterstützt. Der Superscript kann zudem den mathematischen Grad einer Zahl festlegen.

Beispiel:

auto script = System::MakeObject<MathematicalText>(u"y")->SetSubSuperscriptOnTheLeft(u"2x", u"3z");

Radical‑Methode

• Radical(String)
• Radical(IMathElement)

Definiert die mathematische Wurzel des angegebenen Grades aus dem übergebenen Argument.

Beispiel:

auto radical = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Radical(u"3");

SetUpperLimit und SetLowerLimit‑Methoden

• SetUpperLimit(String)
• SetUpperLimit(IMathElement)
• SetLowerLimit(String)
• SetLowerLimit(IMathElement)

Setzt eine obere bzw. untere Grenze. Hier geben obere bzw. untere Grenzen lediglich die Position des Arguments relativ zur Basis an.

Betrachten wir den Ausdruck:

Solche Ausdrücke können durch eine Kombination der Klassen MathFunction und MathLimit sowie Operationen des IMathElement erzeugt werden:

auto mathExpression = System::MakeObject<MathematicalText>(u"lim")->SetLowerLimit(u"x→∞")->Function(u"x");

Nary‑ und Integral‑Methoden

• Nary(MathNaryOperatorTypes, IMathElement, IMathElement)
• Nary(MathNaryOperatorTypes, String, String)
• Integral(MathIntegralTypes)
• Integral(MathIntegralTypes, IMathElement, IMathElement)
• Integral(MathIntegralTypes, String, String)
• Integral(MathIntegralTypes, IMathElement, IMathElement, MathLimitLocations)
• Integral(MathIntegralTypes, String, String, MathLimitLocations)

Beide Methoden Nary und Integral erzeugen und geben einen N‑stellig‑Operator zurück, der den Typ IMathNaryOperator hat. In Nary gibt die Aufzählung MathNaryOperatorTypes den Operatortyp an (Summation, Union usw., jedoch nicht Integral). In Integral wird die spezialisierte Operation Integral mit der Aufzählung MathIntegralTypes verwendet.

Beispiel:

auto baseArg = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Join(System::MakeObject<MathematicalText>(u"dx")->ToBox());
auto integral = baseArg->Integral(MathIntegralTypes::Simple, u"0", u"1");

ToMathArray‑Methode

ToMathArray legt Elemente in ein vertikales Array. Wird diese Operation für eine MathBlock‑Instanz aufgerufen, werden alle Kindelemente in das zurückgegebene Array abgelegt.

Beispiel:

auto arrayFunction = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Join(u"y")->ToMathArray();

Formatierungsoperationen: Accent, Overbar, Underbar, Group, ToBorderBox, ToBox

• Accent‑Methode setzt ein Akzentzeichen (ein Zeichen über dem Element).
• Overbar‑ und Underbar‑Methoden setzen einen Balken oben bzw. unten.
• Group‑Methode platziert das Element in einer Gruppe mittels eines Gruppierungszeichens (z. B. geschweifte Klammer unten oder ein anderes Symbol).
• ToBorderBox legt das Element in einen Rand‑Kasten.
• ToBox legt das Element in einen nicht‑visuellen Kasten (logische Gruppierung).

Beispiele:

auto accent = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Accent(u'\u0303');
    
auto bar = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Overbar();

auto groupChr = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x")->Join(u"y")->Join(u"z")->Group(u'\u23E1', MathTopBotPositions::Bottom, MathTopBotPositions::Top);

auto borderBox = System::MakeObject<MathematicalText>(u"x+y+z")->ToBorderBox();

auto boxedOperator = System::MakeObject<MathematicalText>(u":=")->ToBox();

FAQ

Wie kann ich einer PowerPoint‑Folie eine mathematische Gleichung hinzufügen?

Um eine mathematische Gleichung hinzuzufügen, erstellen Sie ein MathShape‑Objekt, das automatisch einen MathPortion enthält. Anschließend rufen Sie das MathParagraph‑Objekt aus dem MathPortion ab und fügen dort MathBlock‑Objekte hinzu.

Ist es möglich, komplex verschachtelte mathematische Ausdrücke zu erstellen?

Ja, Aspose.Slides ermöglicht das Erstellen komplexer mathematischer Ausdrücke durch Verschachteln von MathBlocks. Jedes mathematische Element implementiert das IMathElement‑Interface, sodass Sie Operationen wie Join, Divide, Enclose usw. anwenden können, um komplexere Strukturen zu bilden.

Wie kann ich eine vorhandene mathematische Gleichung aktualisieren oder ändern?

Um eine Gleichung zu aktualisieren, greifen Sie über das MathParagraph auf die bestehenden MathBlocks zu. Durch Methoden wie Join, Divide, Enclose und andere können Sie einzelne Elemente der Gleichung ändern. Nach der Bearbeitung speichern Sie die Präsentation, um die Änderungen zu übernehmen.