CN108388551A

CN108388551A - 化学式及方程式的编辑方法、系统、存储介质、电子设备

Info

Publication number: CN108388551A
Application number: CN201810124721.1A
Authority: CN
Inventors: 潘新怡; 邹雨恺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2018-08-10

Abstract

本发明提供化学式及方程式的编辑方法、系统、存储介质、电子设备。方法包括：1）提供一交互界面；交互界面显示的内容包括：用于键入反应物化学式的第一输入框、用于提供多种反应箭头供用户选择的第二输入框、位于第二输入框上下方用于键入反应条件的第三输入框、用于键入生成物化学式的第四输入框、用于被选中后于光标位置处插入符号的按钮；2）获取用户在第一、三、四输入框中输入的字符，以及在第二输入框中选择的反应箭头，据以生成格式规范的化学式或方程式的图片，显示于交互界面中以供用户复制使用。本发明能根据用户输入来输出格式规范的化学式及方程式，编辑准确性高、操作方便快捷，大大提高了编辑化学式及方程式的效率及用户体验。

Description

化学式及方程式的编辑方法、系统、存储介质、电子设备

技术领域

本发明涉及计算机软件领域，特别是涉及化学式及化学方程式的编辑方法、编辑系统、存储介质、及电子设备。

背景技术

随着电脑与互联网的全面普及，使用电脑输入来代替手写输入已成为了时代趋势，对于化学学科亦是如此。然而，与其他领域所不同的是，化学学科中涉及到的化学式、方程式等在输入上有一定的复杂性，上下标、反应箭头、特殊符号等层出不穷，为规范、快捷地输入化学式、方程式带来不小的挑战。

无论是学习化学学科的学生、教授化学相关学科的教师还是理科从业者，对化学式及方程式的输入需求都十分迫切。对于教授化学学科的教师而言，无论是编写考卷、教案或是线上讨论交流等都常会遇到学生输出格式不规范和效率低下的问题，极大程度地影响了沟通效率。

我们调查发现，目前可供选择的化学输入方法大致有以下几类：

类别一、在Microsoft Word里借助其自带的公式编辑插件编写化学式或方程式。单纯的利用上下标切换和插入形状、文本框操作等最易于上手，却尽显繁琐，如C₆H₁₂O₆这样简单的化学式都需要三至六次上下标的切换，即使使用快捷键也会大大降低输入速度。

类别二：通过LaTeX、CteX等排版软件来编写化学式或方程式。LaTeX功能丰富，却有着很高的固有成本，若是仅仅日常输入一两个公式就要写上一长串头文件与代码，投入产出比则过高。

类别三：通过MathType编辑器编写化学式或方程式。以MathType为首的公式编辑器作为上述两者的折中，以大量按钮和菜单栏相结合的设计实现了大量功能，国内用户众多。但是，若非完全熟悉各个按钮的位置及功能，或者给它们一一设置快捷键并熟练使用，输入效率并不能得到保障。

此外，Word公式编辑器和MathType编辑器可对Unicode中不存在的特殊符号进行自己的编码来实现可修改功能，但有时却会导致在一些软件中出现乱码。如在Ubuntu系统下的LibreOffice等并不能良好地显示Word文档中的公式，这一问题至今还未得到修复。

可见，现有的化学输入方法都难以准确、高效地编写格式规范的化学式或化学方程式，这就使一种能便捷、准确地表达输入者意愿的化学输入软件变得不可或缺。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供化学式及方程式的编辑方法、编辑系统、存储介质、电子设备，用于解决现有化学输入方式无法简洁、准确、高效地的输出格式规范的化学式及化学方程式的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种化学式及方程式的编辑方法，包括：提供一交互界面；所述交互界面显示的内容至少包括：用于键入反应物化学式的第一输入框、用于提供多种预设反应箭头以供用户选择的第二输入框、位于所述第二输入框上方和/或下方的用于键入反应条件的第三输入框、用于键入生成物化学式的第四输入框，以及用于被选中后于光标位置处插入预设符号的符号按钮；获取用户根据预设语法在所述第一输入框、第三输入框、和/或所述第四输入框中输入的字符，并获取用户在所述第二输入框中选择的预设反应箭头，据以生成格式规范的化学式或化学方程式的图片，显示于所述交互界面中以供用户复制使用。

于本发明一实施例中，所述交互界面显示的内容还包括：用于键入文件名的第五输入框、及用于输出LaTeX语句的语句输出框；所述生成格式规范的化学式或化学方程式的图片的实现过程包括：获取用户在所述第五输入框中键入的文件名；读取用户在所述第一输入框、所述第二输入框、所述第三输入框、及所述第四输入框中所输入的内容，并将其转换成LaTeX语句，显示于所述语句输出框；根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名；调用所述XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件；将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分后予以输出。

于本发明一实施例中，所述交互界面显示的内容还包括：用于获取生成文件命令的生成文件按钮、用于获取编译文件命令的编译文件按钮、用于获取格式转换命令的格式转换按钮，用于获取显示图片命令的显示图片按钮、和/或用于获取复制图片命令的复制图片按钮；所述方法还包括：在接收所述生成文件命令时，根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名；在接收所述编译文件命令时，调用所述XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件；在接收所述格式转换命令时，将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分；在接收所述显示图片命令时，在所述交互界面上显示裁剪后的图片；在接收所述复制图片命令时，将所述裁剪后的图片添加至用户的剪贴板。

于本发明一实施例中，所述预设语法包括以下规则中的一种或多种组合：规则一：在键入所述反应物化学式的上标以及所述生成物化学式的上标时需在其之前键入第一预设字符且在其后键入空格；规则二：在键入所述反应物化学式的下标以及所述生成物化学式的下标时需在其之前键入第二预设字符且在其后键入空格；规则三：在键入所述反应条件的催化剂化学式的上标或下标时需先在所述催化剂化学式之前键入第三预设字符；然后，在键入所述催化剂化学式的上标时需在其之前键入第一预设字符且在其后键入空格；在键入所述催化剂化学式的下标时需在其之前键入第二预设字符且在其后键入空格。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种化学式及方程式的编辑系统，包括：交互模块，用于提供一交互界面；所述交互界面显示的内容至少包括：用于键入反应物化学式的第一输入框、用于提供多种预设反应箭头以供用户选择的第二输入框、位于所述第二输入框上方和/或下方的用于键入反应条件的第三输入框、用于键入生成物化学式的第四输入框，以及用于被选中后于光标位置处插入预设符号的符号按钮；编辑模块，用于获取用户根据预设语法在所述第一输入框、第三输入框、和/或所述第四输入框中输入的字符，并获取用户在所述第二输入框中选择的预设反应箭头，据以生成格式规范的化学式或化学方程式的图片，显示于所述交互界面中以供用户复制使用。

于本发明一实施例中，所述交互界面显示的内容还包括：用于键入文件名的第五输入框、及用于输出LaTeX语句的语句输出框；所述编辑模块生成格式规范的化学式或化学方程式的图片的实现过程包括：获取用户在所述第五输入框中键入的文件名；读取用户在所述第一输入框、所述第二输入框、所述第三输入框、及所述第四输入框中所输入的内容，并将其转换成LaTeX语句，显示于所述语句输出框；根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名；调用所述XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件；将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分后予以输出。

于本发明一实施例中，所述交互界面显示的内容还包括：用于获取生成文件命令的生成文件按钮、用于获取编译文件命令的编译文件按钮、用于获取格式转换命令的格式转换按钮，用于获取显示图片命令的显示图片按钮、和/或用于获取复制图片命令的复制图片按钮；所述编辑模块还用于：在所述交互模块接收所述生成文件命令时，根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名；在所述交互模块接收所述编译文件命令时，调用所述XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件；在所述交互模块接收所述格式转换命令时，将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分；在所述交互模块接收所述显示图片命令时，令所述交互模块在所述交互界面上显示裁剪后的图片；在所述交互模块接收所述复制图片命令时，将所述裁剪后的图片添加至用户的剪贴板。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现如上任一所述的化学式及方程式的编辑方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子设备，包括：处理器、及存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行如上任一所述的化学式及方程式的编辑方法。

如上所述，本发明的化学式及方程式的编辑方法、编辑系统、存储介质、电子设备，具有以下有益技术效果：

1.输入简便

本发明不涉及复杂的语法，仅需要用户使用常规的键盘输入，省去了各种输入模式的繁复切换，如：Word中的上下标切换、添加文本框来输入反应条件等等。配合按钮辅助输入特殊符号，更是扩大了输入范围，应付各种化学式与方程式都能游刃有余。

2.输出多样

本发明可以依据用户的输入输出.jpg或者.pdf等格式的文件，适用范围广，可满足用户的多种需求。

3.界面友好

本发明包含实时显示框，可以帮助用户在输入的过程中确认自己的输入。

4.独立存在

本发明不依赖于任何一款办公软件，作为独立的产品生成独立的文件，应用范围更广。生成的图片会保存在软件的子目录里，从而方便查找、转存。

5.可扩展性

随着进一步的研发，本发明可以拥有更多的功能，例如：通过加入数据库和联网，联想输入、模糊输入等都可以实现。

附图说明

图1显示为本发明一实施例中的化学式及方程式的编辑系统的模块示意图。

图2显示为本发明一实施例中的化学式及方程式的编辑系统的交互界面示意图。

图3显示为图2的交互界面的输入、输出效果示意图。

图4显示为本发明一实施例中的编辑系统的逻辑原理示意图。

图5显示为本发明效率仿真过程中的四种输入方式的各类型的键入值堆积图。

图6显示为本发明一实施例中的化学式及方程式的编辑方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提供一种化学式及方程式的编辑系统，该系统作为一款软件应用(取名：myChem)运行于台式电脑、平板电脑、智能手机等电子设备中，从而根据用户输入来输出格式规范的化学式或化学方程式。

本实施例的编辑系统由C#WPF、XeLaTeX和GhostScript这三款软件开发实现。以下分别对这三款软件做简要介绍：

C#WPF

WPF(Windows Presentation Foundation)是微软推出的基于Windows Vista的用户界面框架，属于.NET Framework 3.0的一部分。它将界面设计代码与后台逻辑代码分离，能更便于实现软件开发。同时，逻辑代码使用C#语言，在有C或C++语言的基础上较容易掌握。软件通过Visual Studio编写，使用了C#WPF在界面设计、控件输入、字符串处理、命令行调用外部软件等方面的功能。

XeLaTeX

LaTeX是一款使用极为广泛的免费编码排版软件，多用于高质量的论文或专著编辑写作。使用时选用如WinEdt、TeXworks等编辑器像Word一样键入代码，保存成为tex文件，然后利用编译器将tex文件转换成pdf文件。而XeTeX就是LaTeX的编译器之一，因其支持中文、功能丰富的特性而被选择成为myChem软件的执行者。其编译命令即XeLaTeX。

Ghostscript

Ghostscript是一套建基于Adobe、PostScript及可移植文档格式(PDF)的页面描述语言等而编译成的免费软件，以轻巧易用为其优势。

需要说明的是，在其他实施例中，除了C#WPF，其他软件开发平台亦可实现，如：C++MFC、Python等，其核心在于字符串处理、命令行调用外部程序和图片处理代码。而GhostScript也可以通过其他pdf处理软件来替代，以轻巧易用为佳，这里不作列举。至于XeLaTeX，对于同样支持中文的LaTeX编译器也可以实现，只是需要根据编译器语法对myChem的字符串处理代码进行相应调整。如果使用mhchem宏包亦可，但输入语法和语句都需相应改动。

请参阅图1，本实施例的化学式及方程式的编辑系统100主要包括：交互模块101、编辑模块102。

交互模块101用于提供一交互界面。所述交互界面显示的内容至少包括：用于键入反应物化学式的第一输入框、用于提供多种预设反应箭头以供用户选择的第二输入框、位于所述第二输入框上方和/或下方的用于键入反应条件的第三输入框、用于键入生成物化学式的第四输入框，以及用于被选中后于光标位置处插入预设符号的符号按钮。进一步地，所述交互界面显示的内容还包括：用于键入文件名的第五输入框、及用于输出LaTeX语句的语句输出框。再进一步地，所述交互界面显示的内容还包括：用于获取生成文件命令的生成文件按钮、用于获取编译文件命令的编译文件按钮、用于获取格式转换命令的格式转换按钮，用于获取显示图片命令的显示图片按钮、用于获取复制图片命令的复制图片按钮等。

对于反应箭头和反应条件，本实施例优选通过前述的下拉框和第四输入框来实现，其原因是：反应箭头种类有限，采取下拉框能方便用户直接从若干选项中选取所需的反应箭头；而反应条件有时需要输入特定的催化剂化学式或确切的气压、温度等，采用下拉框反而不够便捷，于是，本实施例借助myChem多对象的输入优势，在反应箭头上下各建立一文本框，由用户直接输入“煅烧”、“加压”或是“121℃”等词语。除此之外，在方程式输入时的特殊符号中，经过整理我们发现共有加热Δ、气体箭头↑、沉淀箭头↓这三个。由于这些特殊符号出现频率相比较上下标等较低，种类也仅有这三个，相比于再次建立专门的语法(如LaTeX中用“\Delta”表示希腊字母Δ)，利用鼠标单击按钮来输入的方式反而更为快捷易懂，同时也能保证一定的输入效率。

图2显示了一种交互界面的效果示意图。第一行左边的输入框即是所谓的第一输入框，第一行右边的输入框即是所谓的第三输入框，而位于二者之间的则是所谓的第二输入框及第三输入框，优选的，所述第二输入框是一种下拉框，下拉框中包括无箭头、单箭头、可逆箭头等多项预设反应箭头以供用户选择。位于第三输入框上方的三个按钮即为所谓的符号按钮，优选的，所述符号按钮有三个，分别是：加热按钮△、气体按钮↑、沉淀按钮↓。第二行左边的输出框则为所谓的语句输出框，第二行右边的输入框则为所谓的第五输入框，而位于二者之间的则为所谓的生成文件按钮、编译文件按钮、格式转换按钮。位于第五输入框下方的则是所谓的显示图片按钮、复制图片按钮。

以下将详细说明本实施例如何将用户输入字符转换成格式规范的化学式或化学方程式。

当要编辑化学式时，用户需要在第一输入框中或第三输入框中键入相应字符，并在第二输入框中选择无箭头项。当要编辑化学方程式时，用户需分别在第一输入框中、第三输入框中、第四输入框中键入相应字符，并在第二输入框中选择相应箭头项。

编辑模块102用于获取用户根据预设语法在所述第一输入框、第三输入框中输入的字符，据以生成格式规范的化学式的图片，显示于所述交互界面中以供用户复制使用；编辑模块102还用于获取用户根据预设语法在所述第一输入框、第三输入框、所述第四输入框中输入的字符，并获取用户在所述第二输入框中选择的预设反应箭头，据以生成格式规范的化学方程式的图片，显示于所述交互界面中以供用户复制使用。

所谓的预设语法包括以下三种规则：

规则一、在键入所述反应物化学式的上标以及所述生成物化学式的上标时需在其之前键入第一预设字符(优选为反斜杠\，其他符号亦可)且在其后键入空格。

规则二、在键入所述反应物化学式的下标以及所述生成物化学式的下标时需在其之前键入第二预设字符(优选为正斜杠/，其他符号亦可)且在其后键入空格。举例来说，4NH₃的键入字符为H₂O的键入字符为

规则三、在键入所述反应条件的催化剂化学式的上标或下标时需先在所述催化剂化学式之前键入第三预设字符(优选为cat.，其他标识符亦可)；然后，在键入所述催化剂化学式的上标时需在其之前键入第一预设字符(优选为反斜杠\，其他符号亦可)且在其后键入空格；在键入所述催化剂化学式的下标时需在其之前键入第二预设字符(优选为正斜杠/，其他符号亦可)且在其后键入空格。

值得补充说明的是，字母的大小写、括号等字符用户可以自由键入，编辑系统100可以直接识别。

众所周知，化学式和化学方程式中涉及的特殊结构除了前述的反应箭头、反应条件，还有上下标。对于上下标，我们最初尝试使用软件自行判断的方式，即“字母前的数字正常大小，字母后的数字为下标，正负号前的内容可能为离子所带电荷，作为上标处理”等。但在实际操作过程中，我们发现有时教师出题需要用未知数代替上下标，例如NO_x、S_x+y等，所以此种方法并不完美。此外，有的离子式连续包含上下标，例如CO₃ ^2-等，易产生二义性。鉴于化学式和化学方程式同时也在不断发展与演变的过程中，若是完全采用数据库进行分辨，往往会导致无法普适地表示所有情况的问题。于是，本实施例采取了纯键盘输入的方式，转而选择通过简单的语法来表达上下标，以减少不必要的键鼠切换。

如图3所示，当用户输完化学式或化学方程式后，需再于第五输入框中输入自定义的文件名。编辑模块102在获取到用户在所述第五输入框中键入的文件名之后，读取用户在所述第一输入框、所述第二输入框、所述第三输入框、所述第四输入框中所输入的内容，并将其转换成LaTeX语句，显示于所述语句输出框。随后，用户在交互界面中点击生成文件按钮，交互模块101即获取到生成文件命令，此时，编辑模块102会根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名，存储于软件工作目录中。再随后，用户在交互界面中点击编译文件按钮，交互模块101即获取到编译文件命令，此时，编辑模块102调用XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件，存储于同一软件工作目录中。又随后，用户在交互界面中点击格式转换按钮，交互模块101即获取到格式转换命令，此时，编辑模块102将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分，存储于同一软件工作目录中。当用户在交互界面中点击显示图片的按钮时，交互模块101即获取到显示图片命令，此时，编辑模块102令交互模块101在所述交互界面上显示裁剪后的图片。当用户在交互界面中点击复制图片的按钮时，交互模块101即获取到复制图片命令，此时，编辑模块102将裁剪后的图片添加至用户的剪贴板。

需要说明的是，在其他实施例中，编辑系统100可以在获取用户键入的文件名后自动执行识别、编译、转换等步骤，直接输出图片，无需用户逐个点击生成文件按钮、编译文件按钮、格式转换按钮、显示图片按钮，从而节省用户的操作步骤。另外，优选的，XeLaTeX编译器在后台运行，不会弹出窗口。

参阅图4，下面将通过一个具体的例子详细说明编辑模块102的工作原理。

用户在软件界面各控件上输入的内容由C#程序读入并转换成为符合LaTeX语法的字符串语句，输出到tex文件中，随后通过命令行后台调用XeLaTeX编译器将其编译成pdf文件，输出在同一目录下。随后，C#继续调用Ghostscript将pdf文件转换成为jpeg，输出在该目录下。C#读取该图片，裁剪后显示在实时显示框中。

值得解释的是，考虑到教师及学生往往需要将生成的化学式或化学方程式图片应用于各办公软件上，图片是最为合宜且普适的。化学方程式输出在界面上的实时显示框中，用户可以复制该jpeg格式的图片。与此同时，在工作目录下存放有tex文档、pdf文件和jpeg图片，可供用户备选使用。

具体而言，对于反应物和生成物文本框，软件读入字符串后识别与格式，并转换为“_{...}”与“^{...}”的语句。在下拉框部分，可逆箭头和单箭头分别对应LaTeX语句“\underset{down}{\overset{up}{\rightleftharpoons}}”与“\xrightarrow[down]{up}”，其中，up与down分别指上下反应条件文本框。上下反应条件文本框读入“cat.”时识别后续内容中的上下标语句并转换，否则将字符串包入“\text[...]”语句，避免汉字无法成功编译的问题。若用户单击了特殊符号按钮，就识别光标所在文本框，并加入相应LaTeX语句“\Delta”、“\uparrow”、“\downarrow”。最后，将当前所取得的LaTeX语句输出在界面“LaTeX语句”处，可供用户使用。同时，在语句首尾加上LaTeX相应头文件和语句，读入文件名文本框中字符串，输出在fileName.tex文件中。(注：fileName是用户输入的文件名，为字符串格式)

随后，软件通过调用XeLaTeX命令行语句：“xelatex filePath\fileName.tex”与调用GhostScript命令行语句：“gswin32c-r300-sDEVICE＝jpeg-sOutputFile＝filePath\fileName.jpegfilePath\fileName.pdf”在不显示弹窗的前提下调用外部程序，将tex文件转换成pdf文件和jpeg图片。(注：filePath即工作目录，为字符串格式)

在软件界面的图片控件中，将source属性绑定为filePath\fileName.jpeg，并按照黑色文字部分裁剪后显示。若用户点击“复制图片”按钮，则将该图片添加至用户的剪贴板中。

此外，若单击“开启调试输出”按钮(见图2和图3)，则myChem软件在处理字符串、输出tex文件、调用XeLaTeX、调用GhostScript、读入图片、复制图片等等关键环节前后将输出弹窗信息，并在使用命令行时输出命令行的显示结果。

相比于现有化学式或化学方程式的编辑手段，本发明的化学式及化学方程式的编辑系统具有以下亮点：

1.多对象输入

相较于MathType或LaTeX的单文本框输入方式，该软件创新性地采取了多对象输入方式，即将文本框、下拉框、按钮、图片等WPF控件相组合，为每一部分量身定制最有效率的输入方式，相互配合。同时，软件界面设计成一个化学方程式的形态，更为直观且易于理解。

myChem软件没有繁复难学的语法，或是因大量按钮堆积而显得冗杂的界面，单纯的一条语句和三个特殊符号按钮就能完成各种输入工作。我们最小化了键盘与鼠标的切换可能，仅需主键盘输入配合少量鼠标辅助操作便能实现充足的功能，无论是应对各种化学式与方程式都游刃有余。

2.输出多样

该软件界面上的实时显示框，不仅可以检验输入的正确性，同时让用户得以即刻复制图片，即刻加以使用。而通过自定义文件名，用户还可以在工作目录下获取相对应的jpeg、pdf和tex格式文件，作为备选。相比较依赖于Office套件的公式编辑器，myChem作为独立软件，输出独立文件，方便未来再次转存、查看，适用范围更广，具有很好的兼容性。

3.可扩展性

myChem软件基于C#WPF实现，它构建了一个具有很大发展潜力的框架，在输入模式、输出格式和软件逻辑架构方面都初成体系。因此，在目前的基础上可以通过代码完善而轻松加入更多功能，例如重新读取tex文件并显示，以实现多次修改；自动调整分辨率生成图片；更改软件保存目录等。而借助数据库，myChem也可以实现联想输入、文字输入、模糊输入、实时核验显示框输入以避免错误等等功能，不一而举。

基于此，我们所设计的该款输入软件myChem立足于易上手、可扩展、兼容性强的基础，输入快速，输出丰富，充足的功能使得无论是学生日常使用，还是教师编写学案、试卷，或是化学学科工作者都能从中受益。myChem软件专为化学领域设计，界面简洁直观，输入以键盘主键区键入为主，鼠标操作为辅，采取多对象输入，操作简便。

为了能进一步证明本发明比现有化学式及方程式的输入方式更加便捷及高效，我们进行了以下效率分析。

于此，我们引入“键入值”这个概念，从而更加直观地反映各个软件在输入时的复杂程度。由于输入大部分时间均使用键盘，而转为使用鼠标将会大大降低输入的效率，因此定义一次鼠标使用的“键入值”记为“3”，而使用键盘输入一次记为“1”。

表1显示为各软件基本输入方式及其对应的“键入值”。

表1

注：Microsoft Word反应条件须使用额外的文本框并手动调整位置，键入值记为“30”。而有时使用LaTeX的用户有头文件模板，并考虑到平摊效应，在这里不计头文件和pdf生成时的键入值。

对于样例方程式按照以上“键入值”计算法则，以同时涉及下标、反应条件、特殊符号等的稀硝酸与金属铜反应方程式为例，计算可得：

MathType：键入值117。

Microsoft Word:键入值128。

LaTeX：键入值81，其输入语句为：

3Cu+8HNO_{3(稀)}\xrightarrow[]{\Delta}3Cu(NO_3)_2+4H_2O+2NO\uparrow

myChem：键入值77，其输入语句为：3Cu+8HNO/3(稀)(space)(四次鼠标操作)3Cu(NO/3)/2(space)+2NO(一次鼠标操作)+4H/2(space)O

由此可见，myChem在键入效率上有着极大的优势。

请见图5，我们建立了该六维度比较柱形图，可以看出MathType来源于直接的MicrosoftWord操作，但通过大量按钮的设计解决了Word直接输入无法表示的特殊符号和格式，降低了键入值。而LaTeX则是通过相关语句完成公式输入，而并不涉及鼠标操作。从键入值来看，由于LaTeX并非为设计成用于公式输入的软件，其在输入单个公式时相比较于公式编辑器效率偏低。而myChem在柱形图中可以看出其亦是从直接输入角度着手，与公式编辑器同样试图利用少许语法性语句键入来代替鼠标操作。由于myChem借助LaTeX的强大功能，并优化了输入界面和输入方式，因此其键入值远低于另三种输入方式，相比于MathType、MicrosoftWord和LaTeX效率分别提升了34.2％、39.8％与4.9％。考虑到LaTeX在中学学生和教师使用时并不普遍，可以看出myChem具有很大的实用价值。

以上，对提出的化学式及方程式的编辑系统的工作原理做出了详细介绍。需要补充的是，前文虽然仅介绍了如何解决无机化学式及方程式的编辑问题，没有涉及如何解决有机结构式、电子式、化学键、核外电子排布等其他部分的编辑问题，但是并不表示本发明提出的编辑系统不能解决有机结构式、电子式、化学键、核外电子排布等其他部分的编辑问题。但凡是在本发明的核心方法上所做出的合理变形都应当属于本发明所要保护的范围。

图6显示了提出的化学式及方程式的编辑方法的主要步骤。由于其原理与前述系统实施例对应相同，所以于此不对相同的技术细节作重复赘述。

本实施例的化学式及方程式的编辑方法包括：

S61：提供一交互界面；

S62：获取用户根据预设语法在所述第一输入框、第三输入框、所述第四输入框中输入的字符，并获取用户在所述第二输入框中选择的预设反应箭头，据以生成格式规范的化学式或化学方程式的图片，显示于所述交互界面中以供用户复制使用。

在步骤S62中，所述生成格式规范的化学式或化学方程式的图片的实现过程包括：1)获取用户在所述第五输入框中键入的文件名；2)读取用户在所述第一输入框、所述第二输入框、所述第三输入框、及所述第四输入框中所输入的内容，并将其转换成LaTeX语句，显示于所述语句输出框；3)根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名；4)调用所述XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件；5)将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分后予以输出。

除此之外，本发明还包括一种存储介质和一种电子设备，由于前述实施例中的技术特征可以应用于存储介质实施例、电子设备实施例，因而不再重复赘述。

所述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，其中存储有计算机程序，该计算机程序在被处理器加载执行时，实现前述实施例中化学式及方程式的编辑方法的全部或部分步骤。

所述电子设备为包括处理器(CPU/MCU/SOC)、存储器(ROM/RAM)、通信模块(有线/无线网络)、显示模块的设备，优选为台式电脑。特别的，该存储器中存储有计算机程序，该处理器在加载执行所述计算机程序时，实现前述实施例中化学式及方程式的编辑方法的全部或部分步骤。

综上所述，本发明的化学式及方程式的编辑方法、编辑系统、存储介质、电子设备，以分块输入的思想打破了原先使用单个文本框整体输入的思维定势，能根据用户输入来输出格式规范的化学式及方程式，占用内存小、响应迅速快、编辑准确性高、操作方便快捷，大大提高了编辑化学式及方程式的效率及用户体验，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种化学式及方程式的编辑方法，其特征在于，包括：

提供一交互界面；所述交互界面显示的内容至少包括：用于键入反应物化学式的第一输入框、用于提供多种预设反应箭头以供用户选择的第二输入框、位于所述第二输入框上方和/或下方的用于键入反应条件的第三输入框、用于键入生成物化学式的第四输入框，以及用于被选中后于光标位置处插入预设符号的符号按钮；

获取用户根据预设语法在所述第一输入框、第三输入框、和/或所述第四输入框中输入的字符，并获取用户在所述第二输入框中选择的预设反应箭头，据以生成格式规范的化学式或化学方程式的图片，显示于所述交互界面中以供用户复制使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交互界面显示的内容还包括：用于键入文件名的第五输入框、及用于输出LaTeX语句的语句输出框；所述生成格式规范的化学式或化学方程式的图片的实现过程包括：

获取用户在所述第五输入框中键入的文件名；

读取用户在所述第一输入框、所述第二输入框、所述第三输入框、及所述第四输入框中所输入的内容，并将其转换成LaTeX语句，显示于所述语句输出框；

根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名；

调用所述XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件；

将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分后予以输出。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交互界面显示的内容还包括：用于获取生成文件命令的生成文件按钮、用于获取编译文件命令的编译文件按钮、用于获取格式转换命令的格式转换按钮，用于获取显示图片命令的显示图片按钮、和/或用于获取复制图片命令的复制图片按钮；所述方法还包括：

在接收所述生成文件命令时，根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名；

在接收所述编译文件命令时，调用所述XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件；

在接收所述格式转换命令时，将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分；

在接收所述显示图片命令时，在所述交互界面上显示裁剪后的图片；

在接收所述复制图片命令时，将所述裁剪后的图片添加至用户的剪贴板。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设语法包括以下规则中的一种或多种组合：

规则一：在键入所述反应物化学式的上标以及所述生成物化学式的上标时需在其之前键入第一预设字符且在其后键入空格；

规则二：在键入所述反应物化学式的下标以及所述生成物化学式的下标时需在其之前键入第二预设字符且在其后键入空格；

规则三：在键入所述反应条件的催化剂化学式的上标或下标时需先在所述催化剂化学式之前键入第三预设字符；然后，在键入所述催化剂化学式的上标时需在其之前键入第一预设字符且在其后键入空格；在键入所述催化剂化学式的下标时需在其之前键入第二预设字符且在其后键入空格。

5.一种化学式及方程式的编辑系统，其特征在于，包括：

交互模块，用于提供一交互界面；所述交互界面显示的内容至少包括：用于键入反应物化学式的第一输入框、用于提供多种预设反应箭头以供用户选择的第二输入框、位于所述第二输入框上方和/或下方的用于键入反应条件的第三输入框、用于键入生成物化学式的第四输入框，以及用于被选中后于光标位置处插入预设符号的符号按钮；

编辑模块，用于获取用户根据预设语法在所述第一输入框、第三输入框、和/或所述第四输入框中输入的字符，并获取用户在所述第二输入框中选择的预设反应箭头，据以生成格式规范的化学式或化学方程式的图片，显示于所述交互界面中以供用户复制使用。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述交互界面显示的内容还包括：用于键入文件名的第五输入框、及用于输出LaTeX语句的语句输出框；所述编辑模块生成格式规范的化学式或化学方程式的图片的实现过程包括：

获取用户在所述第五输入框中键入的文件名；

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述交互界面显示的内容还包括：用于获取生成文件命令的生成文件按钮、用于获取编译文件命令的编译文件按钮、用于获取格式转换命令的格式转换按钮，用于获取显示图片命令的显示图片按钮、和/或用于获取复制图片命令的复制图片按钮；所述编辑模块还用于：

在所述交互模块接收所述生成文件命令时，根据所述LaTeX语句生成可供XeLaTeX编译器编译的tex.文件，并以所述文件名命名；

在所述交互模块接收所述编译文件命令时，调用所述XeLaTeX编译器编译所述tex.文件，并生成预设格式的文本文件；

在所述交互模块接收所述格式转换命令时，将所述文本文件转换成预设格式的图片，并从中裁剪出文字部分；

在所述交互模块接收所述显示图片命令时，令所述交互模块在所述交互界面上显示裁剪后的图片；

在所述交互模块接收所述复制图片命令时，将所述裁剪后的图片添加至用户的剪贴板。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述预设语法包括以下规则中的一种或多种组合：

9.一种存储介质，其中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现如权利要求1至4中任一所述的化学式及方程式的编辑方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、及存储器；其中，

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行如权利要求1至4中任一所述的化学式及方程式的编辑方法。