Python中的科学计数法详解
科学计数法(Scientific Notation)是一种表示非常大或非常小的浮点数的方法。科学计数法允许我们以更简洁的方式表示这些数字,特别是在涉及大量计算或数据处理时。
在 Python 中,可以直接以科学计数法的形式输入和输出浮点数。例如,以下是对 Python 中科学计数法详细的用法说明:
1. 科学计数法的表示
a × 10^b
的形式表示,其中 a
是基数,通常在 1 和 10 之间(包含 1 但不包含 10),b
是指数,可以是正数、负数或零。e
或 E
来代替 × 10^
。例如,1.23e4
表示 1.23 × 10^4
,即 12300。2. Python 中科学计数法的使用
num = 1.23e4
。print(1e20)
会输出类似 1e+20
的结果。3. 精度和限制
4. 转换和格式化
float()
函数将其转换为普通浮点数,但实际上这只是一个表示方式的转换,数值本身没有变化。"{:.2f}".format(num)
可以将浮点数 num
格式化为保留两位小数的普通小数表示。但请注意,如果 num
是一个非常大的或非常小的数,Python 可能仍会自动使用科学计数法来表示它。float()
函数将其转换为浮点数。例如,num = float("1.23e4")
将创建一个浮点数 num
,其值为 12300。5. 示例
当然,以下是一些关于科学计数法在 Python 中使用的详细代码示例:
(1). 科学计数法的输入和输出
# 输入科学计数法表示的数字
num1 = 1.23e4 # 这表示 1.23 * 10^4,即 12300
num2 = 5.67E-2 # 这表示 5.67 * 10^-2,即 0.0567
# 输出这些数字
print(num1) # 输出: 12300.0
print(num2) # 输出: 0.0567
# Python 在需要时会自动使用科学计数法表示输出
large_num = 1e200
print(large_num) # 输出可能类似于: 1e+200
(2). 科学计数法的计算
# 使用科学计数法表示的数字进行计算
sum_result = num1 + num2
print(sum_result) # 输出: 12300.0567
# 乘法
product_result = num1 * num2
print(product_result) # 输出: 698.01
# 除法
quotient_result = num1 / num2
print(quotient_result) # 输出: 216600.0
(3). 格式化输出
# 使用字符串格式化控制输出格式
formatted_num1 = "{:.2f}".format(num1) # 保留两位小数,但可能不使用科学计数法
print(formatted_num1) # 输出: 12300.00
# 强制使用科学计数法格式输出,并保留两位小数
formatted_num2 = "{:.2e}".format(num2)
print(formatted_num2) # 输出: 5.67e-02
# 使用 f-string(Python 3.6+)进行格式化
formatted_sum = f"{sum_result:.2e}"
print(formatted_sum) # 输出可能类似于: 1.23e+04
(4). 从字符串转换为科学计数法
# 从字符串转换为科学计数法表示的浮点数
str_num = "1.23e4"
float_num = float(str_num)
print(float_num) # 输出: 12300.0
# 验证转换后的类型
print(type(float_num)) # 输出: <class 'float'>
(5). 精度和限制
# 展示浮点数的精度限制
very_large_num = 1e308 # 接近 float 类型能表示的最大值
print(very_large_num) # 输出可能类似于: 1e+308
# 尝试超过 float 类型的最大值
try:
too_large_num = 1e400
print(too_large_num)
except OverflowError:
print("数值太大,超过了 float 类型的表示范围")
# 展示非常小的数可能导致的不精确性
tiny_num = 1e-308 # 接近 float 类型能表示的最小正值(非零)
print(tiny_num + 1) # 输出可能仍然是 1.0,因为 tiny_num 太小,加法操作可能导致精度损失
作者:叶阿猪