python中奇怪的浮点数到整数转换问题

Posted 2023-04-13

【中文标题】python中奇怪的浮点数到整数转换问题

【英文标题】：Weird float to integer conversion issue in python

【发布时间】：2021-01-03 15:22:03

【问题描述】：

对于我编写的涉及有限代数域的程序计算，我需要检查(2**58-1)/61 是否为整数。然而python似乎表明它是，虽然它是not。

例如-

>>> (2**58-1)/61
4725088133634619.0

即使在使用 numpy 函数时也会出现此问题 -

>>> np.divide(np.float64(2**58)-1,np.float64(61))
4725088133634619.0

虽然 python 确实正确计算了 2**58，但还是会发生这种情况（我认为这个问题很普遍，但我使用这些数字遇到了它）。

【参考方案1】：

如果您使用普通的/ 除法，您的结果是一个浮点数，具有相关的有限精度。结果被四舍五入，在你的情况下，它被四舍五入为 4725088133634619.0 - 但这并不能证明它是一个整数。

如果要检查除以61的结果是否为整数，请使用模运算符测试除以61的余数是否为0：

>>> (2**58-1) % 61
45

如您所见，事实并非如此。

【讨论】：

谢谢！但是怎么用np.float64的时候还是四舍五入呢？

@proton：这个数字正好适合浮点精度下降到个位数。 .0 是多余的，只是为了表明它的类型是 float。

【参考方案2】：

至于@Thierry Lathuille 提到的浮点有限精度，Python 的float 使用64 位并且是双精度，为尾数提供53 位（np.float64 也是如此）。这意味着并非所有数字> 2**53 都可以使用float 表示，我们会​​损失精度。例如，2**53 == 2**53 + 1 在双精度下为真。更详细的在这里：

https://en.wikipedia.org/wiki/Double-precision_floating-point_format

Is floating point math broken?

【参考方案3】：

已经给出了正确的答案。我只是添加另一种方法（与已经说过的没有太大区别）。

由于表示错误的固有限制，您可能想要做的是对 python 使用 divmod()，对 numpy 使用 numpy.divmod()。这样您就可以检查商和余数。

print(divmod((2**58-1),61))

给出商和余数

(4725088133634618, 45)

在 numpy 中，您可能希望使用类似的 divmod 函数，但数字应该是 np.int 类型而不是 np.float 类型（由于上述表示错误）。

np.divmod(np.int64(2**58)-1,np.int8(61))

上面给出了商和余数。

(4725088133634618, 45)