在python的輸出結(jié)果中，尤其是浮點(diǎn)數(shù)的輸出，當(dāng)我們需要寫入文本文件時(shí)，最好是采用統(tǒng)一的輸出格式，這樣也能夠增強(qiáng)結(jié)果的可讀性。而對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)輸出位數(shù)的控制，可以通過{:.4f}、%.4f來指定打印或者輸出時(shí)的字符串占據(jù)空間，也可以通過round函數(shù)來對(duì)輸出前的結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化。而如果是取有效數(shù)字，需要用到{:.4}，這幾種方法沒有優(yōu)劣，只有看不同的場(chǎng)景，選取不同的精度控制方案。

技術(shù)背景

在Python的一些長效任務(wù)中，不可避免的需要向文本文件、二進(jìn)制文件或者數(shù)據(jù)庫中寫入一些數(shù)據(jù)，或者是在屏幕上輸出一些文本，此時(shí)如何控制輸出數(shù)據(jù)的長度是需要我們注意的一個(gè)問題。比如對(duì)于一個(gè)二進(jìn)制文件，如果輸出的浮點(diǎn)數(shù)長度一直在發(fā)生變化，則寫入到文件之后，讀取的人按照比特位進(jìn)行讀取就會(huì)讀到一堆錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。因此，我們需要控制輸出位數(shù)，尤其是浮點(diǎn)數(shù)要格外小心。

常規(guī)控制方法

一般情況下，我們可以通過round來設(shè)置輸出浮點(diǎn)數(shù)的有效數(shù)字，其原理是對(duì)于一個(gè)給定的浮點(diǎn)數(shù)直接取前n位的有效數(shù)字，后續(xù)的數(shù)字四舍五入。而%.4f和{:.4f}這兩種格式化，是在輸出時(shí)取小數(shù)點(diǎn)后4位打印，跟先取有效數(shù)字再打印是不一樣的，后面會(huì)提到。先看下這幾個(gè)方式的輸出異同點(diǎn)：

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

上面的例子是小數(shù)點(diǎn)前和小數(shù)點(diǎn)后都有多位數(shù)字，另外類似的可以看下小數(shù)點(diǎn)前只有0的數(shù)字的輸出結(jié)果：

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

在上面的兩個(gè)案例中，我們發(fā)現(xiàn)三者的輸出結(jié)果都是一樣的。但是前面提到了先取有效數(shù)字再輸出，跟先輸出再取有效數(shù)字的區(qū)別，可以通過下面的一個(gè)案例體現(xiàn)出來：

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

這里的輸入是一個(gè)小數(shù)點(diǎn)后有很多0的浮點(diǎn)數(shù)，但是這里用的是科學(xué)計(jì)數(shù)法，也就是\(3.1415926*10^{-8}\)，此時(shí)我們用這三種輸出方式，得到的結(jié)果全都是0，而且第一種方案更是直接小數(shù)點(diǎn)后都沒滿4位。這是因?yàn)樵谟胷ound取有效數(shù)字時(shí)，發(fā)現(xiàn)小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字太多，把當(dāng)前的浮點(diǎn)數(shù)直接當(dāng)成了0.0而不是0.0000，而后面兩個(gè)方案的過程更像是在打印出來這個(gè)數(shù)字之后，再把超過有效位數(shù)的數(shù)字去掉，因此會(huì)保留小數(shù)點(diǎn)后的4個(gè)0。但是，即使如此，得到的結(jié)果也不是我們所想要的結(jié)果。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)字雖然很小，但是可能只是由于單位問題，并不代表這個(gè)數(shù)字產(chǎn)生的影響就是0，因此直接用這種取小數(shù)點(diǎn)后有效數(shù)字的方法可能會(huì)出問題。

取有效數(shù)字

這里我們要介紹的取有效數(shù)字的方法，不再是去小數(shù)點(diǎn)后的有效數(shù)字，而是整體的有效數(shù)字。方法也很簡單，就是把上一個(gè)章節(jié)中的{:.4f}改成{:.4}，同樣的可以通過這么幾個(gè)案例來理解控制有效數(shù)字的結(jié)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

我們發(fā)現(xiàn)，輸出的結(jié)果會(huì)根據(jù)輸入的格式改變而改變，如果輸入的小數(shù)位0過多，輸出結(jié)果會(huì)被自動(dòng)轉(zhuǎn)換成科學(xué)計(jì)數(shù)法。而不僅僅是針對(duì)浮點(diǎn)數(shù)，{:.4}還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

總結(jié)概要

在python的輸出結(jié)果中，尤其是浮點(diǎn)數(shù)的輸出，當(dāng)我們需要寫入文本文件時(shí)，最好是采用統(tǒng)一的輸出格式，這樣也能夠增強(qiáng)結(jié)果的可讀性。而對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)輸出位數(shù)的控制，可以通過{:.4f}、%.4f來指定打印或者輸出時(shí)的字符串占據(jù)空間，也可以通過round函數(shù)來對(duì)輸出前的結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化。而如果是取有效數(shù)字，需要用到{:.4}，這幾種方法沒有優(yōu)劣，只有看不同的場(chǎng)景，選取不同的精度控制方案。

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