python如何表示無窮大

Bacer發表於2021-09-11

python如何表示無窮大

float('inf') 表示正無窮

-float('inf') 或 float('-inf') 表示負無窮

其中,inf 均可以寫成 Inf

起步

python中整型不用擔心溢位,因為python理論上可以表示無限大的整數,直到把記憶體擠爆。而無窮大在程式設計中常常需要的。比如,從一組數字中篩選出最小的數字。一般使用一個臨時變數用於儲存最後結果,變數去逐個比較和不斷地更新。而這臨時變數一般要初始無窮大或者去第一個元素的值。

正無窮大與負無窮大

python中並沒有特殊的語法來表示這些值,但是可以透過 float() 來建立它們:

>>> a = float("inf")
>>> b = float("-inf")
>>> a
inf
>>> b
-inf

為了測試這些值的存在,使用 math.isinf() 進行判斷:

>>> import math
>>> math.isinf(a)
True
>>> math.isinf(b)
True

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無窮大數在執行數學計算的時候會傳播

這個就類似於數學中講述的,無窮大加上一個常數還是無窮大,無窮大與無窮大相等:

>>> a = float('inf')
>>> a + 45
inf
>>> a * 10
inf
>>> 10 / a
0.0
>>> float("inf") == float("inf")
True

無窮大在比較中比任何一個數都要大。

正無窮與負無窮相加的結果是什麼

有些操作時未定義的並會返回一個 NaN 結果:

>>> a = float('inf')
>>> a/a
nan
>>> b = float('-inf')
>>> a + b
nan

表示非數字的 NaN

nan 值在所有操作中也會傳播,並且不會產生異常:

>>> c = float('nan')
>>> c + 23
nan
>>> c / 2
nan
>>> c * 2
nan
>>> math.sqrt(c)
nan

使用 math.isnan() 可以判斷值是否是 NaN:

>>> math.isnan(c)
True

nan 值的任何比較操作都是返回 False :

>>> float("nan") == float("nan")
False
>>> c > 3
False

更安全的型別轉換

由於無窮的存在,因此字串裝浮點數就存在的一些例外,並且這個轉換過程不會丟擲異常。如果程式設計師們想改變 python 的預設行為,可以使用 fpectl 模組,但是它在標準的Python 構建中並沒有被啟用,它是平臺相關的,並且針對的是專家級程式設計師。這裡提供一個比較簡單的轉換,就是加一個 isdigit() 判斷:

def str2float(ss):
    if not ss.isdigit():
        raise ValueError
    return float(ss)
 
sss = "inf"
a = str2float(sss)

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