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python中取整

python中取整

作者: amilyxy | 来源:发表于2020-01-11 13:08 被阅读0次

    向上取整

    定义:大于或等于 x 的最大整数 math.ceil(x)
    向上取整运算为Ceiling,用数学符号⌈⌉表示

    >>> import math
    # python中向上取整函数:
    >>> math.ceil(-2.36)
    -2
    #另外的,当n为整数 对n/2向上取整
    >>>  (n // 2 + n % 2) / (n + 1) / 2
    

    向下取整

    定义:小于或等于 x 的最大整数 math.floor(x)
    向上取整运算为Floor,用数学符号⌊⌋表示

    # python中向下取整函数
    >>> math.floor(2.3)   
    2
    

    其实反斜杠//也能实现向下取整:

    >>> 1//5
    0
    >>> -1//5
    -1
    

    但是在某些情况下//math.floor(x)的实现结果又不一样:

    >>> math.floor(1/0.05)
    20.0
    >>> 1 // 0.05
    19.0
    

    还是因为浮点数在计算机中存储值并不是0.05而是0.05...125,具体解释还是看这里吧为什么Python中//和math.floor运算结果会不同

    取整数部分

    向0取整:x为负数时向上取整,x为正数时向下取整。
    python中可用int(x)实现,也可以用math.modf(x)返回一个包含小数部分和整数部分的元组。

    # int(负数) 可能在某些程序语言之间有区别,注意一下
    >>> int(-2.36)
    -2
    >>> int(2.36)
    2
    >>> math.modf(-2.36)
    (-0.3599999999999999, -2.0)
    

    有人可能会对math.modf(-2.36)结果感到好奇,按理说它应该返回 (0.36, 2.00) 才对。这里涉及到了另一个问题,即浮点数在计算机中的表示,在计算机中是无法精确的表示小数的,至少目前的计算机做不到这一点。上例中最后的输出结果只是 0.36 在计算中的近似表示。
      Python和C一样, 采用IEEE 754规范来存储浮点数,更详细解释,可以参考知乎话题:
      为什么0.1+0.2=0.30000000000000004而1.1+2.2=3.3000000000000003

    四舍五入

    从官方文档得知,Python中round(x)采用银行进位法而非传统的四舍五入。

    >>> round(2.3)    #四舍五入
    2
    >>> round(2.335443, 3)      # 可以指定输出位数
    2. 335   
    

    银行进位法(奇进偶舍):是一种计数保留法,从统计学的角度,“奇进偶舍”比“四舍五入”更为精确。
    “奇进偶舍”使测量结果受到舍入误差的影响降到最低:
    ① 银行进位法在大量运算时,因为舍入后的结果有的变大,有的变小,误差均值趋于零。
    ② 四舍五入逢五进位,大量运算时结果偏大,误差产生积累进而产生系统误差。

    银行进位规则:
    ① 如果保留数最后一位不等于5,则执行四舍五入,例如round(5.234, 2)=5.23 round(5.236, 2)=5.24
    ② 如果保留数最后一位等于5,则取决于5的位置和状态:⑴ 如果5后有数,不论奇偶都要进位,例如round(5.2354, 2)=5.24;⑵ 如果5后没有数,则需要看5的前一位奇偶性,奇进偶舍,例如round(5.235, 2)=5.24,round(5.225, 2)=5.22
    但是!注意!:

    >>> round(5.245, 2)
    5.25
    >>> round(5.225,2)
    5.22
    >>> round(5.255,2)
    5.25
    

    内心中一片乌鸦飞过,说好的奇进偶舍呢???其实我内心也是奔溃的,继续找答案:
    我们都知道,计算机所存储的浮点数并不是表面这么简单,他并不是一个精确值,可以用decimal模块的Decimal对象,将float数据映射为底层的更精确的表示。:

    >>> from decimal import *
    >>> Decimal(5.245)
    # 因为5后面还有数所以进位
    Decimal('5.24500000000000010658141036401502788066864013671875')
    >>> Decimal(5.225)
    # 2的后一位不等于5 四舍五入
    Decimal('5.2249999999999996447286321199499070644378662109375')
    >>> Decimal(5.255)
    Decimal('5.25499999999999989341858963598497211933135986328125')
    

    round还是那个round,过错就在于float对象“眼见而非实”上,那到底如何实现真正意义四舍五入呢??
      decimal模块是Python的一个标准库,是专门为十进制小数的精确计算而设计的,使用decimal模块的接口,可以实现小数精确的四舍五入,具体不多做展开了,可以参考官方文档...暂时我也用不到decimal
      一路写下来,结论就是float心机好深,操作真的要小心点...

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