四舍五入与取整:`round`, `floor`, `ceil`, `trunc`

好的,没问题!各位观众老爷,各位程序媛、程序猿们,大家晚上好!今天给大家带来一场关于“四舍五入与取整:round, floor, ceil, trunc”的饕餮盛宴。准备好了吗?咱们要开车了!🚗💨

开场白:数字的爱恨情仇

在浩瀚的编程宇宙中,数字就像一个个跳动的精灵,它们构成了我们代码世界的基石。然而,这些小家伙有时候也挺调皮,尤其是当我们需要把它们变得“规矩”一点的时候——比如,让它们变成整数。这时候,我们就需要用到四舍五入和取整这些“整形大师”了。

想象一下,你是一个糕点师,需要制作一批蛋糕。配方要求每块蛋糕放1.5个草莓🍓。但是,你不可能把半个草莓切下来!你必须决定是放一个还是放两个。这就是取整的艺术,也是我们今天要探讨的核心。

第一幕:四大天王闪亮登场

在Python(或其他编程语言)中,有四个常用的函数来处理数字的“整形”问题:

  • round():四舍五入,最接近的整数。
  • floor():向下取整,取小于等于该数的最大整数。
  • ceil():向上取整,取大于等于该数的最小整数。
  • trunc():截断取整,直接舍弃小数部分。

这四个函数,就像武林中的四大天王,各自拥有独特的绝技,在不同的场景下发挥着重要的作用。

第二幕:round()——圆滑世故的老好人

round()函数,就像一个圆滑世故的老好人,它的原则是“四舍五入”。它会根据小数部分的大小来决定是向上还是向下取整。

  • 如果小数部分小于0.5,就向下取整。
  • 如果小数部分大于等于0.5,就向上取整。

示例:

print(round(3.14))  # 输出:3
print(round(3.5))   # 输出:4
print(round(3.9))   # 输出:4
print(round(-3.14)) # 输出:-3
print(round(-3.5))  # 输出:-3  (注意:Python中负数的四舍五入略有不同,后面会详细解释)
print(round(-3.9)) # 输出:-4

注意:

  • round()函数还可以接受一个可选的参数,用于指定保留的小数位数。
print(round(3.14159, 2))  # 输出:3.14
print(round(3.14159, 3))  # 输出:3.142
  • Python 3 中的 round() 函数对于正好是 0.5 的情况,会向偶数方向取整。 这是一个需要注意的陷阱!
print(round(2.5)) # 输出 2
print(round(3.5)) # 输出 4

这是为了避免统计上的偏差,称为“银行家舍入法”或“四舍六入五成双”。

第三幕:floor()——脚踏实地的老黄牛

floor()函数,就像一头脚踏实地的老黄牛,它总是向下取整,只取小于等于该数的最大整数。无论小数部分是多少,它都会毫不犹豫地舍弃。

示例:

import math

print(math.floor(3.14))  # 输出:3
print(math.floor(3.9))   # 输出:3
print(math.floor(-3.14)) # 输出:-4
print(math.floor(-3.9))  # 输出:-4

注意:

  • floor()函数是 math 模块中的函数,需要先 import math 才能使用。

第四幕:ceil()——积极向上的攀登者

ceil()函数,就像一个积极向上的攀登者,它总是向上取整,只取大于等于该数的最小整数。无论小数部分是多少,它都会毫不犹豫地进一位。

示例:

import math

print(math.ceil(3.14))  # 输出:4
print(math.ceil(3.9))   # 输出:4
print(math.ceil(-3.14)) # 输出:-3
print(math.ceil(-3.9))  # 输出:-3

注意:

  • ceil()函数也是 math 模块中的函数,需要先 import math 才能使用。

第五幕:trunc()——简单粗暴的切割者

trunc()函数,就像一个简单粗暴的切割者,它直接舍弃小数部分,只保留整数部分。它不考虑小数部分的大小,也不进行任何的四舍五入或进位。

示例:

import math

print(math.trunc(3.14))  # 输出:3
print(math.trunc(3.9))   # 输出:3
print(math.trunc(-3.14)) # 输出:-3
print(math.trunc(-3.9))  # 输出:-3

注意:

  • trunc()函数也是 math 模块中的函数,需要先 import math 才能使用。

第六幕:四大天王PK赛

为了让大家更清晰地了解这四个函数的区别,我们来一场PK赛!

数字 round() floor() ceil() trunc()
3.14 3 3 4 3
3.5 4 3 4 3
3.9 4 3 4 3
-3.14 -3 -4 -3 -3
-3.5 -4 -4 -3 -3
-3.9 -4 -4 -3 -3

总结:

  • round():四舍五入,最接近的整数。
  • floor():向下取整,小于等于该数的最大整数。
  • ceil():向上取整,大于等于该数的最小整数。
  • trunc():截断取整,直接舍弃小数部分。

应用场景:各显神通

这四个函数在不同的场景下有着不同的应用。

  • round():适用于需要精确到小数点后几位的场景,例如金融计算、科学计算等。
  • floor():适用于需要保证结果小于等于原始值的场景,例如计算年龄、计算剩余时间等。
  • ceil():适用于需要保证结果大于等于原始值的场景,例如计算页数、计算所需资源等。
  • trunc():适用于只需要整数部分的场景,例如提取年份、提取日期等。

进阶篇:浮点数的精度问题

在计算机中,浮点数的存储并不是完全精确的。这意味着,有些浮点数可能只是近似值。这会导致一些意想不到的结果。

例如:

print(0.1 + 0.2)  # 输出:0.30000000000000004

这是因为 0.1 和 0.2 在计算机中是以二进制浮点数的形式存储的,而有些十进制小数无法精确地转换为二进制浮点数。

这会导致在使用 round() 函数时出现一些偏差。

print(round(2.675, 2)) # 预期结果:2.68,实际结果:2.67

这是因为 2.675 在计算机中可能被存储为 2.6749999999999998。

解决方案:

  • 使用 decimal 模块进行精确计算。
  • 在进行四舍五入之前,先将浮点数乘以一个较大的倍数,然后再除以该倍数。
from decimal import Decimal

print(Decimal('2.675').quantize(Decimal('0.01'))) # 输出 2.68

x = 2.675
print(round(x * 100) / 100) # 输出 2.68

总结:

浮点数的精度问题是一个需要注意的问题。在使用 round() 函数时,要考虑到浮点数的精度问题,并采取相应的措施来避免偏差。

尾声:数字的魅力永存

好了,今天的分享就到这里了。希望通过今天的讲解,大家对四舍五入和取整有了更深入的了解。

记住,数字是编程世界中最基本的元素,也是最强大的工具。掌握好数字的处理技巧,可以让我们写出更健壮、更精确的代码。

最后,祝大家编程愉快!🎉💻✨

彩蛋:

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下次再见!👋

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