控制Python浮点数输出位数

在Python的一些长效任务中,不可避免的需要向文本文件、二进制文件或者数据库中写入一些数据,或者是在屏幕上输出一些文本,此时如何控制输出数据的长度是需要我们注意的一个问题。比如对于一个二进制文件,如果输出的浮点数长度一直在发生变化,则写入到文件之后,读取的人按照比特位进行读取就会读到一堆错误的数据。因此,我们需要控制输出位数,尤其是浮点数要格外小心。

一般情况下,我们可以通过 round来设置输出浮点数的有效数字,其原理是对于一个给定的浮点数直接取前n位的有效数字,后续的数字四舍五入。而 %.4f{:.4f}这两种格式化,是在输出时取小数点后4位打印,跟先取有效数字再打印是不一样的,后面会提到。先看下这几个方式的输出异同点:

In [1]: pi_10=31.415926

In [2]: print (round(pi_10,4))
31.4159

In [3]: print ('%.4f' % pi_10)
31.4159

In [4]: print ('{:.4f}'.format(pi_10))
31.4159

上面的示例显示小数点前后有多个数字,同样,您可以查看小数点前只有0的数字的输出:

[En]

The above example shows that there are multiple digits before and after the decimal point, and similarly, you can take a look at the output of a number with only 0 before the decimal point:

In [5]: pi_10=0.31415926

In [6]: print (round(pi_10,4))
0.3142

In [7]: print ('{:.4f}'.format(pi_10))
0.3142

In [8]: print ('%.4f' % pi_10)
0.3142

在上述两种情况下,我们发现三者的输出结果都是相同的。但是,在输出之前获取有效数字和随后获取有效数字之间的差异可以在以下情况下反映出来:

[En]

In the above two cases, we found that the output results of the three are all the same. However, the difference between taking a valid number before output and then taking a valid number can be reflected in the following case:

In [9]: pi_10=3.1415926E-08

In [10]: print (round(pi_10,4))
0.0

In [11]: print ('{:.4f}'.format(pi_10))
0.0000

In [12]: print ('%.4f' % pi_10)
0.0000

这里的输入是一个小数点后有很多0的浮点数,但是这里用的是科学计数法,也就是(3.1415926*10^{-8}),此时我们用这三种输出方式,得到的结果全都是0,而且第一种方案更是直接小数点后都没满4位。这是因为在用round取有效数字时,发现小数点后的数字太多,把当前的浮点数直接当成了 0.0而不是 0.0000,而后面两个方案的过程更像是在打印出来这个数字之后,再把超过有效位数的数字去掉,因此会保留小数点后的4个0。但是,即使如此,得到的结果也不是我们所想要的结果。因为这个数字虽然很小,但是可能只是由于单位问题,并不代表这个数字产生的影响就是0,因此直接用这种取小数点后有效数字的方法可能会出问题。

这里我们要介绍的取有效数字的方法,不再是去小数点后的有效数字,而是整体的有效数字。方法也很简单,就是把上一个章节中的 {:.4f}改成 {:.4},同样的可以通过这么几个案例来理解控制有效数字的结果:

In [13]: pi_10=3.1415926E-08

In [14]: print ('{:.4}'.format(pi_10))
3.142e-08

In [15]: pi_10=0.31415926

In [16]: print ('{:.4}'.format(pi_10))
0.3142

In [17]: pi_10=31.415926

In [18]: print ('{:.4}'.format(pi_10))
31.42

我们发现,输出的结果会根据输入的格式改变而改变,如果输入的小数位0过多,输出结果会被自动转换成科学计数法。而不仅仅是针对浮点数, {:.4}还可以作用在字符串中,效果如下:

In [19]: string='Hello World!'

In [20]: print ('{:.4}'.format(string))
Hell

python的输出结果中,尤其是浮点数的输出,当我们需要写入文本文件时,最好是采用统一的输出格式,这样也能够增强结果的可读性。而对于浮点数输出位数的控制,可以通过{:.4f}、%.4f来指定打印或者输出时的字符串占据空间,也可以通过round函数来对输出前的结果进行转化。而如果是取有效数字,需要用到{:.4},这几种方法没有优劣,只有看不同的场景,选取不同的精度控制方案。

作者ID:DechinPhy

Original: https://www.cnblogs.com/dechinphy/p/fprint.html
Author: DECHIN
Title: 控制Python浮点数输出位数

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