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Python基础数据类型与变量—浮点型

  • 2026-10-11 06:55:07
Python基础数据类型与变量—浮点型

1 定义

浮点型 (Floating-point Number) 是 用于表示带有小数部分的数字的数据类型。 浮点数通常使用 IEEE 754 标准来表示。

# 定义一个浮点型变量  salary = 5000.50  print("Salary:", salary)  # 输出 Salary: 5000.5 

2 表示精度问题

局限性

浮点数在计算机中使用 二进制 来表示,而大多数十进制小数无法精确地转换为二进制小数。 这就像试图用有限位数的十进制小数来精确表示 1/3 (0.333…) 一样,总会存在一定的误差。

避免精度问题的方法

①使用 math.isclose() 函数

该函数可以判断两个浮点数是否足够接近,而不是直接比较它们是否相等。

import math# 浮点数精度问题print(0.1 + 0.2)  # 输出:0.30000000000000004print(math.isclose(0.1 + 0.2, 0.3)) # True  更好的比较方式,判断两个数是否足够接近

②使用 decimal 模块

该模块提供了 Decimal 数据类型,可以精确地表示十进制小数。 适用于需要高精度计算的场景,例如金融计算。

from decimal import Decimala = Decimal('0.1')b = Decimal('0.2')print(a + b)  # 输出:0.3

 在编写涉及浮点数的代码时,始终要意识到可能存在精度问题,并采取相应的措施来缓解它们。

3 科学计数法

一种用于表示非常大或非常小的数字的方法,例如 1.23e5 表示 1.23 乘以 10 的 5 次方。

# 科学计数法num = 1.23e5  # 123000.0print(num)

4 算术运算

对浮点数进行的加、减、乘、除、幂运算等。

# 算术运算a = 3.14b = 2.0print(f"加法:{a + b}, 减法:{a - b}, 乘法:{a * b}, 除法:{a / b}, 幂运算:{a ** b}")

5 特殊值

NaN (Not a Number):表示非数字,例如 0.0/0.0 的结果。      Inf (Infinity):表示无穷大,例如 1.0/0.0 的结果。

# 特殊值inf = float('inf')  # 无穷大nan = float('nan')  # Not a Numberprint(f"无穷大:{inf}, 是否为 NaN: {math.isnan(nan)}")

6 浮点数转换为整数

# 浮点数转换为整数num = 3.9print(f"向下取整:{math.floor(num)}, 向上取整:{math.ceil(num)}, 四舍五入:{round(num)}")

 7 案例

计算圆的面积和周长

def circle_info(radius):  """  计算圆的面积和周长  Args:      radius: 半径  Returns:      面积和周长  """  area = math.pi * radius**2  perimeter = 2 * math.pi * radius  return area, perimeterarea, perimeter = circle_info(5)print(f"半径为5的圆的面积为:{area}, 周长为:{perimeter}")

解决数值计算中的舍入误差问题

def compare_floats(a, b, tolerance=1e-9):  """  比较两个浮点数是否在允许的误差范围内相等  Args:      a: 浮点数a      b: 浮点数b      tolerance: 允许的误差范围,默认为1e-9  Returns:      如果a和b在误差范围内相等,返回True;否则返回False  """  return abs(a - b) < toleranceprint(f"0.1 + 0.2 是否等于 0.3: {compare_floats(0.1 + 0.2, 0.3)}")

判断一个浮点数是否接近于零

def is_near_zero(num, tolerance=1e-9):    """    判断一个浮点数是否接近于零    Args:        num: 待判断的浮点数        tolerance: 允许的误差范围,默认为1e-9    Returns:        如果num接近于零,返回True;否则返回False    """    return abs(num) < toleranceprint(f"1e-10 是否接近于 0:{is_near_zero(1e-10)}")

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