添加数学公式到 PowerPoint 演示文稿（Java）

概述

在 PowerPoint 中，可以编写数学公式或方程并在演示文稿中显示。为此，PowerPoint 中表示了各种数学符号，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诸如：

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 中添加数学公式，请使用 Insert → Equation 菜单：

$todo:image_alt_text$

这将创建以 XML 形式的数学文本，可在 PowerPoint 中显示为：

$todo:image_alt_text$

PowerPoint 支持大量数学符号来创建数学公式。然而，在 PowerPoint 中创建复杂的数学公式往往难以得到美观且专业的效果。需要频繁制作数学演示文稿的用户，通常会求助于第三方解决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的功能也部分支持。

如何创建数学公式

数学元素用于构建任意层级嵌套的数学结构。线性集合的数学元素形成由MathBlock类表示的数学块。MathBlock 类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部分（请勿与Portion混淆）。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 创建以下数学公式：

$todo:image_alt_text$

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，该形状默认已包含一个段落，其中含有一个数学部分。MathPortion 类是包含数学文本的部分。要访问 MathPortion 中的数学内容，请引用 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、编辑和删除由多个数学元素组合而成的数学块（MathBlock）。例如，创建一个分数并放入演示文稿：

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

mathParagraph.add(new MathBlock(fraction));

每个数学元素都有对应的类实现了IMathElement接口。该接口提供了大量方法，可轻松创建数学表达式。您可以仅用一行代码创建相当复杂的表达式。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 接口的操作在所有元素类型中均可使用，包括 MathBlock。

完整代码示例：

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。数学元素的序列由数学块表示，数学元素的参数形成树形嵌套。

可以使用多种数学元素类型来构建数学块。每个元素都可以包含在另一个元素中，即元素本身是容器，形成树形结构。最简单的元素类型不包含其他数学文本元素。

每种数学元素实现了IMathElement接口，允许对不同类型的数学元素使用通用的数学操作集合。

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，之间由分数线分隔。分数线可以是水平或对角线，取决于属性。该对象也可用于表示堆叠函数，即将一个元素放在另一个元素上方且不带分数线。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathRadical 类

MathRadical 类表示根号函数，由基数和可选的指数构成。

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，例如求和和积分。它由运算符、基数（或操作数）以及可选的上、下限组成。示例包括求和、并集、交集、积分。

该类不包含加、减等简单运算符，后者由单一文本元素 MathematicalText 表示。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathLimit 类

MathLimit 类创建上限或下限。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 “lim” 关键字，但可用于在表达式的顶部或底部放置文本。例如：

$todo:image_alt_text$

通过组合 MathFunction 和 MathLimit 可以这样创建：

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

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

MathSubscriptElement、MathSuperscriptElement、MathRightSubSuperscriptElement、MathLeftSubSuperscriptElement 类

这些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数学次数。

示例：

$todo:image_alt_text$

MathMatrix 类

MathMatrix 类表示矩阵对象，由若干子元素按行列布局构成。矩阵本身不带内置定界符。若需在括号中显示矩阵，应使用 IMathDelimiter 对象。使用空参数可在矩阵中创建间隙。

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。可用于防止换行、作为运算符仿真等。
MathDelimiter 类：指定定界符对象，由左、右字符（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，元素之间可用指定字符分隔。

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

示例：𝑎́。
MathBar 类：指定上划线或下划线，由基元素和相应的条线组成。

示例： $todo:image_alt_text$
MathGroupingCharacter 类：指定表达式上下的分组符号，通常用于突出元素之间的关系。

示例： $todo:image_alt_text$

数学运算

每个数学元素和数学表达式（通过 MathBlock）实现 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。所有操作支持两种参数形式：IMathElement 或字符串。使用字符串时，会隐式创建 MathematicalText 实例。以下列出 Aspose.Slides 中可用的数学操作。

Join 方法

join(String)
join(IMathElement)

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

divide(String)
divide(IMathElement)
divide(String, MathFractionTypes)
divide(IMathElement, MathFractionTypes)

根据指定分子和分母创建相应类型的分数。例如：

IMathElement numerator = new MathematicalText("x");
IMathFraction fraction = numerator.divide("y", MathFractionTypes.Linear);

Enclose 方法

enclose()
enclose(Char, Char)

用指定字符（如括号）将元素包裹起来。

public IMathDelimiter enclose();
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

function(String)
function(IMathElement)

将当前对象作为函数名，对参数创建函数。

public IMathFunction function(IMathElement functionArgument);
public IMathFunction function(String functionArgument);

示例：

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

AsArgumentOfFunction 方法

asArgumentOfFunction(String)
asArgumentOfFunction(IMathElement)
asArgumentOfFunction(MathFunctionsOfOneArgument)
asArgumentOfFunction(MathFunctionsOfTwoArguments, IMathElement)
asArgumentOfFunction(MathFunctionsOfTwoArguments, String)

将当前实例作为函数参数，可指定函数名字符串、预定义枚举或 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

setSubscript(String)
setSubscript(IMathElement)
setSuperscript(String)
setSuperscript(IMathElement)
setSubSuperscriptOnTheRight(String, String)
setSubSuperscriptOnTheRight(IMathElement, IMathElement)
setSubSuperscriptOnTheLeft(String, String)
setSubSuperscriptOnTheLeft(IMathElement, IMathElement)

设置下标和上标。可在左侧或右侧同时设置，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数学次数。

示例：

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

Radical 方法

radical(String)
radical(IMathElement)

为指定参数设置指定次数的根号。

示例：

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

SetUpperLimit 和 SetLowerLimit 方法

setUpperLimit(String)
setUpperLimit(IMathElement)
setLowerLimit(String)
setLowerLimit(IMathElement)

设置上限或下限，表示基元素相对于基线的位置。

示例表达式：

$todo:image_alt_text$

通过组合 MathFunction 和 MathLimit 可以这样实现：

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

Nary 和 Integral 方法

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)

这两个方法均返回 IMathNaryOperator 类型的 N 元运算符。nary 使用 MathNaryOperatorTypes 枚举指定运算符类型（如求和、并集），不包括积分；integral 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。如果对 MathBlock 实例调用，所有子元素将被放入返回的数组中。

示例：

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

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

accent：设置重音符号（元素上方的字符）。
overbar、underbar：在元素上方或下方添加横线。
group：使用分组字符（如下方的大括号）将元素分组。
toBorderBox：将元素放入带边框的盒子。
toBox：将元素放入非可视的逻辑盒子。

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();

常见问题解答

如何将数学公式添加到 PowerPoint 幻灯片中？

需创建一个数学形状对象，该对象会自动包含一个数学部分。然后，从 MathPortion 中获取 MathParagraph，并向其中添加 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 MathBlock 支持创建复杂的数学表达式。每个数学元素实现 IMathElement 接口，可使用 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？

通过 MathParagraph 访问现有的 MathBlock，然后使用 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生效。

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