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执行精确的浮点数运算

你需要对浮点数执行精确的计算操作,并且不希望有任何小误差的出现。

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哦哦喔 2020-04-16 20:44:57 1147 0
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  • 浮点数的一个普遍问题是它们并不能精确的表示十进制数。 并且,即使是最简单的数学运算也会产生小的误差,比如:
    
    >>> a = 4.2
    >>> b = 2.1
    >>> a + b
    6.300000000000001
    >>> (a + b) == 6.3
    False
    >>>
    这些错误是由底层CPU和IEEE 754标准通过自己的浮点单位去执行算术时的特征。 由于Python的浮点数据类型使用底层表示存储数据,因此你没办法去避免这样的误差。
    
    如果你想更加精确(并能容忍一定的性能损耗),你可以使用 decimal 模块:
    
    >>> from decimal import Decimal
    >>> a = Decimal('4.2')
    >>> b = Decimal('2.1')
    >>> a + b
    Decimal('6.3')
    >>> print(a + b)
    6.3
    >>> (a + b) == Decimal('6.3')
    True
    初看起来,上面的代码好像有点奇怪,比如我们用字符串来表示数字。 然而, Decimal 对象会像普通浮点数一样的工作(支持所有的常用数学运算)。 如果你打印它们或者在字符串格式化函数中使用它们,看起来跟普通数字没什么两样。
    
    decimal 模块的一个主要特征是允许你控制计算的每一方面,包括数字位数和四舍五入运算。 为了这样做,你先得创建一个本地上下文并更改它的设置,比如:
    
    >>> from decimal import localcontext
    >>> a = Decimal('1.3')
    >>> b = Decimal('1.7')
    >>> print(a / b)
    0.7647058823529411764705882353
    >>> with localcontext() as ctx:
    ...     ctx.prec = 3
    ...     print(a / b)
    ...
    0.765
    >>> with localcontext() as ctx:
    ...     ctx.prec = 50
    ...     print(a / b)
    ...
    0.76470588235294117647058823529411764705882352941176
    >>>
    
    2020-04-16 20:45:10
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