四種Python均勻浮點(diǎn)數(shù)生成方法

牟曉東

眾所周知，在Python中可構(gòu)造“for i in range（100）：”語(yǔ)句來(lái)執(zhí)行100次循環(huán)，因?yàn)椤皉ange（100）”就相當(dāng)于“range（0，100，1）”，是以1為步長(zhǎng)、左閉（包括0）右開（不包括100）的;如果在該循環(huán)中被執(zhí)行的語(yǔ)句是“print（i，end=‘ ）”的話，那就會(huì)打印輸出0、1、2……98、99共100個(gè)整數(shù)。按照這個(gè)辦法是否可以使用range（）函數(shù)來(lái)生成類似的均勻浮點(diǎn)數(shù)呢？比如0.00、0.01、0.02……0.98、0.99共100個(gè)浮點(diǎn)數(shù)。如果直接構(gòu)造“for i in range（0，1，0.01）：”，Python就會(huì)給出“TypeError： ‘float object cannot be interpreted as an integer”的錯(cuò)誤提示，意思是“類型錯(cuò)誤：浮點(diǎn)型對(duì)象不能解釋為整數(shù)型”，因?yàn)閞ange（）函數(shù)接收的參數(shù)必須是整數(shù)（可以是負(fù)數(shù)），而不能直接處理float浮點(diǎn)數(shù)。那么，如何解決均勻浮點(diǎn)數(shù)生成問(wèn)題呢？

方法1：while循環(huán)控制變量i自增

首先建立并給變量i賦值為0.00;接著構(gòu)造“while i <= 1.00：”循環(huán)，其中的第一條語(yǔ)句為“print（‘%.2f%i，end=‘ ）”，即以一個(gè)空格分隔并保留兩位小數(shù)輸出變量i的值;第二條語(yǔ)句為“i += 0.01”，即控制i的自增，步長(zhǎng)為0.01。運(yùn)行程序，得到了從0.00到0.99共100個(gè)均勻浮點(diǎn)數(shù)（如圖1）。

方法2：使用列表推導(dǎo)式

Python的列表推導(dǎo)式非常靈活，能夠以非常簡(jiǎn)潔的方式來(lái)快速生成滿足特定需求的列表。比如直接使用一條“my_list = [i/100 for i in range（100）]”語(yǔ)句，即可在列表my_list中得到符合要求的100個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，其實(shí)就是將“for i in range（100）”所得到的0-99分別進(jìn)行了“i/100”的計(jì)算。最后再使用for循環(huán)以同樣的方式來(lái)打印輸出，同樣也得到了100個(gè)均勻浮點(diǎn)數(shù)，print中的“‘%.2f%”表示顯示保留兩位小數(shù)的浮點(diǎn)數(shù)（如圖2）。

方法3：借用numpy庫(kù)中的arange（）

numpy庫(kù)中有個(gè)與Python的range（）函數(shù)功能類似的arange（），但它支持浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算且使用方法類似，一樣是“初始值、終值、步長(zhǎng)”參數(shù)調(diào)用。在使用“import numpy as np”語(yǔ)句以np為別名導(dǎo)入numpy庫(kù)之后，再使用“my_list = list（np.arange（0，1，0.01））”語(yǔ)句，即可將arange（）生成的ndarray數(shù)組對(duì)象轉(zhuǎn)換為列表數(shù)據(jù)。最后，使用for循環(huán)打印輸出my_list中的所有元素，就得到了100個(gè)均勻浮點(diǎn)數(shù)，本次保留3位小數(shù)（如圖3）。

方法4：自定義函數(shù)使用yield表達(dá)式

既然Python內(nèi)置的range（）函數(shù)不提供對(duì)浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算，那我們就可以自定義一個(gè)float_data（）函數(shù)，三個(gè)參數(shù)依次為start、end和step，同樣是對(duì)應(yīng)“初始值、終值、步長(zhǎng)”。函數(shù)中使用變量i來(lái)接收初始值，然后通過(guò)while循環(huán)（當(dāng)i

在主程序中調(diào)用float_data（）函數(shù)，接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至變量my_generator中，最后仍然是通過(guò)for循環(huán)來(lái)將它們打印輸出，也可以得到100個(gè)均勻浮點(diǎn)數(shù)（如圖4）。

四種方法均能實(shí)現(xiàn)均勻浮點(diǎn)數(shù)的生成，大家可根據(jù)自己的編程習(xí)慣來(lái)使用。當(dāng)然，如果想生成的是0.000、0.001、0.002……0.999這樣的千分位均勻浮點(diǎn)數(shù)，只要在程序中將步長(zhǎng)修改為0.001、print輸出“%.3f”以及方法2中將“i/100”修改為“i/1000”即可。