在 Android 上向 PowerPoint 演示文稿添加数学公式

概述

在 PowerPoint 中，可以编写数学方程或公式并在演示文稿中显示。为此，PowerPoint 中提供了各种数学符号，可将其添加到文本或公式中。PowerPoint 使用数学公式构造器来创建复杂的公式，例如：

数学分数
数学根号
数学函数
极限和对数函数
N 元运算
矩阵
大运算符
正弦、余弦函数

要在 PowerPoint 中插入数学公式，请使用 Insert → Equation 菜单：

$todo:image_alt_text$

这将在 XML 中创建数学文本，PowerPoint 会显示如下：

$todo:image_alt_text$

PowerPoint 支持大量数学符号以创建数学公式。不过，在 PowerPoint 中创建复杂的数学公式往往难以得到美观、专业的效果。需要频繁制作数学演示文稿的用户，往往求助于第三方方案来生成好看的数学公式。

使用Aspose.Slide API，您可以在 C# 中以编程方式处理 PowerPoint 演示文稿中的数学公式。可以创建新的数学表达式或编辑已有的表达式。对数学结构导出为图像也得到部分支持。

如何创建数学公式

数学元素用于构建任意层级的数学结构。线性集合的数学元素形成一个由MathBlock类表示的数学块。MathBlock本质上是一个独立的数学表达式、公式或方程。MathPortion是用于保存数学文本的数学片段（不要与Portion混用）。MathParagraph允许操作一组数学块。上述类是通过 Aspose.Slides API 操作 PowerPoint 数学公式的关键。

下面演示如何使用 Aspose.Slides API 创建下列数学公式：

$todo:image_alt_text$

要在幻灯片上添加数学表达式，首先添加一个将容纳数学文本的形状：

Presentation pres = new Presentation();
try {
    IAutoShape mathShape = pres.getSlides().get_Item(0).getShapes().addMathShape(0, 0, 720, 150);
} finally {
    if (pres != null) pres.dispose();
}

创建后，形状默认已包含一个带有数学片段的段落。MathPortion类是包含数学文本的片段。要访问MathPortion内部的数学内容，请获取MathParagraph变量：

IMathParagraph mathParagraph = ((MathPortion)mathShape.getTextFrame().getParagraphs().get_Item(0).getPortions().get_Item(0)).getMathParagraph();

MathParagraph类允许读取、添加、编辑和删除由数学元素组合而成的数学块（MathBlock）。例如，创建一个分数并将其放入演示文稿：

IMathFraction fraction = new MathematicalText("x").divide("y");

mathParagraph.add(new MathBlock(fraction));

每个数学元素均由实现IMathElement接口的类表示。该接口提供了大量方法，可轻松创建数学表达式。只需一行代码即可创建相当复杂的数学表达式。例如，勾股定理可以这样写：

IMathBlock mathBlock = new MathematicalText("c")
        .setSuperscript("2")
        .join("=")
        .join(new MathematicalText("a").setSuperscript("2"))
        .join("+")
        .join(new MathematicalText("b").setSuperscript("2"));

IMathElement接口的操作在任何类型的元素中实现，包括MathBlock。

完整示例代码：

Presentation pres = new Presentation();
try {
    IAutoShape mathShape = pres.getSlides().get_Item(0).getShapes().addMathShape(0, 0, 720, 150);

    IMathParagraph mathParagraph = ((MathPortion)mathShape.getTextFrame().getParagraphs().get_Item(0).getPortions().get_Item(0)).getMathParagraph();
    
    IMathFraction fraction = new MathematicalText("x").divide("y");

    mathParagraph.add(new MathBlock(fraction));

    IMathBlock mathBlock = new MathematicalText("c")
            .setSuperscript("2")
            .join("=")
            .join(new MathematicalText("a").setSuperscript("2"))
            .join("+")
            .join(new MathematicalText("b").setSuperscript("2"));
    mathParagraph.add(mathBlock);

    pres.save("math.pptx", SaveFormat.Pptx);
} finally {
    if (pres != null) pres.dispose();
}

数学元素类型

数学表达式由一系列数学元素组成。该序列由数学块表示，数学元素的参数形成树状嵌套。

可用于构建数学块的元素类型很多。每个元素都可以被包含（聚合）在另一个元素中。也就是说，元素本身是其他元素的容器，形成树状结构。最简单的元素类型不包含其他数学文本元素。

每种数学元素类型实现IMathElement接口，从而可以对不同类型的数学元素使用相同的数学操作集合。

MathematicalText 类

MathematicalText类表示数学文本——所有数学构造的基础元素。数学文本可以表示操作数、运算符、变量以及任何其他线性文本。

示例：𝑎=𝑏+𝑐

MathFraction 类

MathFraction类表示分数对象，由分子和分母组成，之间有分数线。分数线可以是水平或对角线，取决于分数属性。该对象也用于表示堆叠函数，即将一个元素置于另一个元素之上且不带分数线。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathRadical 类

MathRadical类表示根号函数（数学根），由底数和可选的指数组成。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathFunction 类

MathFunction类表示带参数的函数。包含属性：getName（函数名）和getBase（函数参数）。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathNaryOperator 类

MathNaryOperator类表示 N 元数学对象，如求和、积分等。它由运算符、基数（或操作数）以及可选的上限和下限组成。常见的 N 元运算符包括求和、并集、交集、积分。

该类不包括加、减等简单运算符；这些由单个文本元素MathematicalText表示。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathLimit 类

MathLimit类用于创建上限或下限。它由基线文本和位于其上方或下方的缩小文本组成。该元素本身不包含单词 “lim”，而是通过组合MathFunction和MathLimit来实现。例如：

MathLimit funcName = new MathLimit(new MathematicalText("lim"), new MathematicalText("𝑥→∞"));

MathFunction mathFunc = new MathFunction(funcName, new MathematicalText("𝑥"));

MathSubscriptElement、MathSuperscriptElement、MathRightSubSuperscriptElement、MathLeftSubSuperscriptElement 类

上述类用于指定下标或上标。可以在参数的左侧或右侧同时设置下标和上标，但单独的下标或上标仅在右侧受支持。MathSubscriptElement还可用于设置数字的指数。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathMatrix 类

MathMatrix类表示矩阵对象，由子元素按行列排列组成。需要注意的是，矩阵本身不带内置分隔符。若要在括号中显示矩阵，需要使用分隔符对象——IMathDelimiter。可以使用空参数在矩阵中创建空格。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathArray 类

MathArray类表示垂直排列的方程或其他数学对象数组。

示例：

$todo:image_alt_text$

格式化数学元素

MathBorderBox 类：在IMathElement周围绘制矩形或其他边框。

示例： $todo:image_alt_text$
MathBox 类：指定数学元素的逻辑包装。比如，将对象包装后可作为带或不带对齐点的运算符仿真，或作为行断点，亦可组合以防止行内换行。例如，运算符 “==” 应该被包装以防止换行。
MathDelimiter 类：指定分隔符对象，由左、右界符（如括号、花括号、方括号、竖线）以及内部的一个或多个数学元素组成。示例：(𝑥²); [𝑥²|𝑦²]。

示例： $todo:image_alt_text$
MathAccent 类：指定重音符号，由基字符和组合变音符号组成。

示例：𝑎́。
MathBar 类：指定上划线或下划线函数，由基参数和上/下横线组成。

示例： $todo:image_alt_text$
MathGroupingCharacter 类：指定位于表达式上方或下方的分组符号，通常用于突出元素之间的关系。

示例： $todo:image_alt_text$

数学运算

每个数学元素和通过MathBlock表示的数学表达式都实现了IMathElement接口。该接口允许对已有结构进行操作，形成更复杂的数学表达式。所有运算都有两套参数：可以是[IMathElement]或字符串。使用字符串时，会隐式创建对应的[MathematicalText]实例。下面列出 Aspose.Slides 支持的数学运算。

Join 方法

将两个数学元素连接成一个数学块。例如：

IMathElement element1 = new MathematicalText("x");

IMathElement element2 = new MathematicalText("y");

IMathBlock block = element1.join(element2);

Divide 方法

使用指定分子和分母创建特定类型的分数。例如：

IMathElement numerator = new MathematicalText("x");

IMathFraction fraction = numerator.divide("y", MathFractionTypes.Linear);

Enclose 方法

用指定字符（如括号或其他字符）将元素包裹起来。

/**
 * <p>
 * Enclose a math element in parenthesis
 * </p>
 */
public IMathDelimiter enclose();

/**
 * <p>
 * Encloses this element in specified characters such as parenthesis or another characters as framing
 * </p>
 */
public IMathDelimiter enclose(char beginningCharacter, char endingCharacter);

示例：

IMathDelimiter delimiter = new MathematicalText("x").enclose('[', ']');

IMathDelimiter delimiter2 = new MathematicalText("elem1").join("elem2").enclose();

Function 方法

使用当前对象的名称作为函数名，创建对参数的函数。

/**
 * <p>
 * Takes a function of an argument using this instance as the function name
 * </p>
 */
public IMathFunction function(IMathElement functionArgument);

/**
 * <p>
 * Takes a function of an argument using this instance as the function name
 * </p>
 */
public IMathFunction function(String functionArgument);

示例：

IMathFunction func = new MathematicalText("sin").function("x");

AsArgumentOfFunction 方法

使用当前实例作为函数参数来创建指定函数。您可以：

使用字符串作为函数名，例如 “cos”；
选择枚举值MathFunctionsOfOneArgument或MathFunctionsOfTwoArguments，如MathFunctionsOfOneArgument.ArcSin；
传入IMathElement实例。

示例：

MathLimit funcName = new MathLimit(new MathematicalText("lim"), new MathematicalText("𝑛→∞"));

IMathFunction func1 = new MathematicalText("2x").asArgumentOfFunction(funcName);

IMathFunction func2 = new MathematicalText("x").asArgumentOfFunction("sin");

IMathFunction func3 = new MathematicalText("x").asArgumentOfFunction(MathFunctionsOfOneArgument.Sin);

IMathFunction func4 = new MathematicalText("x").asArgumentOfFunction(MathFunctionsOfTwoArguments.Log, "3");

SetSubscript、SetSuperscript、SetSubSuperscriptOnTheRight、SetSubSuperscriptOnTheLeft 方法

设置下标和上标。可以在参数的左侧或右侧同时设置下标和上标，但单独的下标或上标仅在右侧受支持。Superscript 还可用于设置数字的指数。

示例：

IMathLeftSubSuperscriptElement script = new MathematicalText("y").setSubSuperscriptOnTheLeft("2x", "3z");

Radical 方法

指定给定参数的指定指数的数学根。

示例：

IMathRadical radical = new MathematicalText("x").radical("3");

SetUpperLimit 和 SetLowerLimit 方法

设置上限或下限。这里的上限和下限仅表示参数相对于基线的位置。

例如下面的表达式：

$todo:image_alt_text$

可以通过组合MathFunction和MathLimit类以及IMathElement的操作来创建：

IMathFunction mathExpression = new MathematicalText("lim").setLowerLimit("x→∞").function("x");

Nary 和 Integral 方法

nary 和 integral 方法均返回由IMathNaryOperator类型表示的 N 元运算符。nary 方法使用MathNaryOperatorTypes枚举指定运算符类型（例如求和、并集），不包括积分。integral 方法则针对积分，使用MathIntegralTypes枚举指定积分类型。

示例：

IMathBlock baseArg = new MathematicalText("x").join(new MathematicalText("dx").toBox());

IMathNaryOperator integral = baseArg.integral(MathIntegralTypes.Simple, "0", "1");

ToMathArray 方法

toMathArray 将元素放入垂直数组中。如果对MathBlock实例调用，则所有子元素都会被放入返回的数组。

示例：

IMathArray arrayFunction = new MathematicalText("x").join("y").toMathArray();

格式化操作：Accent、Overbar、Underbar、Group、ToBorderBox、ToBox

accent 方法设置重音符号（元素上方的字符）。
overbar 与 underbar 方法分别在元素上方或下方添加横线。
group 方法使用分组字符（如底部花括号等）将元素组合在一起。
toBorderBox 方法将元素放入带边框的盒子中。
toBox 方法将元素放入非可视盒子（逻辑分组）中。

示例：

IMathAccent accent = new MathematicalText("x").accent('\u0303');

IMathBar bar = new MathematicalText("x").overbar();

IMathGroupingCharacter groupChr = new MathematicalText("x").join("y").join("z").group('\u23E1', MathTopBotPositions.Bottom, MathTopBotPositions.Top);

IMathBorderBox borderBox = new MathematicalText("x+y+z").toBorderBox();

IMathBox boxedOperator = new MathematicalText(":=").toBox();

常见问题

如何向 PowerPoint 幻灯片添加数学公式？

要添加数学公式，需要创建一个数学形状对象，该对象会自动包含一个数学片段。随后，从MathPortion获取MathParagraph，并向其添加MathBlock对象。

是否可以创建复杂的嵌套数学表达式？

可以，Aspose.Slides 通过嵌套 MathBlocks 支持创建复杂的数学表达式。每个数学元素实现了IMathElement接口，您可以使用 Join、Divide、Enclose 等操作将元素组合成更复杂的结构。

如何更新或修改已有的数学公式？

要更新公式，需要通过MathParagraph访问已有的 MathBlocks。随后，使用 Join、Divide、Enclose 等方法修改公式的各个元素。编辑完成后，保存演示文稿即可应用更改。

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