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python 如何將浮點數尾部無效0去掉和無效的‘.’號

瀏覽:72日期:2022-06-24 17:12:08
方法一:

a = 12.12300 #結果要求為12.123 b = 12.00 #結果為12c = 200.12000 #結果為200.12d = 200.0 #結果為200 print ’a==>’ ,[ str (a), int (a)][ int (a) = = a]print ’b==>’ ,[ str (b), int (b)][ int (b) = = b]print ’c==>’ ,[ str (c), int (c)][ int (c) = = c]print ’d==>’ ,[ str (d), int (d)][ int (d) = = d]方法二:

for i in [ 12.12300 , 12.00 , 200.12000 , 200.0 ]: print ( ’{:g}’ . format (i))

補充:Python 只有1%的程序員搞懂過浮點數陷阱

稍有標題黨味道,但內容純干貨,先從一個例子說起

>>> 0.1+0.2==0.3False

當你第一次看到這個結果時可能會非常驚訝,原來還有個這么大的bug,再來看看表達式 0.1+0.2 到底等于多少?

>>> 0.1+0.20.30000000000000004

完全超出我們的想象。那么這個操作在計算機里面到底發生了什么事情?

我們還是回到二進制。

首先,需要明確一點,在計算機中無論是整數、浮點數、還是字符串最終都是用二進制來表示的。

整數的二進制表示法

整數 9 在計算機中二進制表示是: 1001 ,怎么得來的?

用十進制整數整除以2,得到商和余數,該余數就是二進制數的最低位,然后繼續用商整除以2,得到新的商和余數,以此類推,直到商等于0,由所有余數倒排組成了該整數的二進制表現形式。用代碼表示是:

>>> n = 9>>> while n >0: n,e = divmod(n, 2) # divmod返回n除以2的商和余數 print(e)1 # 低位001 # 高位二進制轉化為十進制整數

我們知道,十進制用科學計算法可表示為:

123 = 1*10^2 + 2*10^1 + 3*10^0 = 100 + 20 + 3 = 123

同樣的道理,如果是二進制數,可表示:

1001 = 1*2^3 + 0*2^2 +0*2^1 + 1*2^0= 8+0+0+1 = 9

再來看浮點數

浮點數的二進制表示法

二進制小數和二進制整數沒什么區別,都是由0和1組成,只是多了一個點,例如:101.11 就是一個二進制小數,對應的十進制數是:

101.11 = 1*2^2 + 0*2^1 + 1*2^0 + 1*2^-1 + 1* 2^-2= 4 + 0 + 1 + 1/2 + 1/4= 5 + 0.5 + 0.25= 5.75

小數點左邊用 2^n 表示,小數點右邊的值用 2^-n來表示。

浮點數轉換成二進制小數

十進制的浮點數轉換成二進制小數的步驟:

小數點前面的整數部分按照十進制轉二進制的方式操作

小數部分乘以2,取整數0或者1,剩下的小數繼續乘2一直重復,直到小數部分為0或達到指定的精度為止

例如 2.25 轉換成二進制小數,整數2轉換為二進制是 10, 小數部分0.25轉換二進制是:

0.25 * 2 = 0.5 整數為0,小數為0.50.5 * 2 = 1.0 整數為1,小數為0

所以 2.25 表示成二進制小數是 10.01 , 但并不是每一個浮點數都這么幸運最后乘2小數為0的,比如 0.2 轉換成二進制是:

0.2*2 = 0.4 整數為0,小數為0.40.4*2 = 0.8 整數為0,小數為0.80.8*2 = 1.6 整數為1,小數為0.60.6*2 = 1.2 整數為1,小數為0.20.2*2 = 0.4 整數為0,小數為0.40.4*2 = 0.8 整數為0,小數為0.80.8*2 = 1.6 整數為1,小數為0.60.6*2 = 1.2 整數為1,小數為0.2

一直重復 ....

0.2 用二進制表示是 0.001100110011… ,你會發現 0.2 根本沒法用二進制來精確表示。就像 1/3 無法用小數精確表示一樣,只能取一個近似值。

如果把這個二進制小數 0.001100110011 轉換回10進制是:

0.001100110011 = 1*2^-3 + 1* 2^-4 + 1* 2^-7 + 1* 2^-8 + 1* 2^-11 + 1* 2^-12= 1/8 + 1/16 +1/128 + 1/256 + 1/2048 + 1/4096= 0.199951171875

這只是一個接近 0.2 的數,精度越高就越靠近 0.2, 但永遠不可能等于0.2。那么在計算機內部,浮點數到底怎么存儲的呢?

根據國際標準IEEE 754,一個二進制浮點數 V 分為3部分,可以用下面這個公式來表示:

s表示符號位,當s=0,V為正數;

當s=1,V為負數

M表示有效數字, 1<=M<2

E表示指數位

例如十進制1.25,寫成二進制是1.01,用該公式表示相當于 1.01×2^0。可以得出s=0,M=1.01,E=0。

IEEE 754規定

1、對于32位的浮點數,最高位是符號位s,接著的8位是指數E,剩下的23位為有效數字M。

2、對于64位的浮點數,最高的1位是符號位S,接著的11位是指數E,剩下的52位為有效數字M

3、M的第一位總是1,會被舍去,比如保存1.01的時候,實際上只保存小數點后面的01部分

4、E的真實值必須再減去一個中間數,對于8位的E,這個中間數是127;對于11位的E,這個中間數是1023。

基于以上規則,我們可以對浮點數進行驗證,可以用下面這個函數查看一個浮點數在計算機中實際存儲的值:

import structdef float_to_bits(f):s = struct.pack(’>f’, f)return struct.unpack(’>l’, s)[0] >>>print(float_to_bits(0.2))1045220557print(bin(float_to_bits(0.2)))0b111110010011001100110011001101

浮點數 0.2 實際存儲的值是 1045220557,對應的二進制是 111110010011001100110011001101,轉換成32位整數還要在前面補2個0,最后變成:

0 01111100 10011001100110011001101

最高位為0,所以表示正數,接著8位 01111100 是指數位E,對應整數是124,根據IEEE 754規定,E的真實值要減去127,所以E=-3,最后23為是M的值,因為前面省略了一位,所以M的真實值是:

1.10011001100110011001101

最后V的值就是:

1.10011001100110011001101*2^-3=0.00110011001100110011001101=1/8 + 1/16 +1/128 + 1/256 + 1/2048 + 1/4096 + ...=0.20000000298023224

它的實際值比 0.2 要大一點點,所以才看到了最開始的那一幕。

以上為個人經驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持好吧啦網。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。

標簽: Python 編程
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