四種Python均勻浮點數生成方法

牟曉東

眾所周知，在Python中可構造“for i in range（100）：”語句來執行100次循環，因為“range（100）”就相當于“range（0，100，1）”，是以1為步長、左閉（包括0）右開（不包括100）的;如果在該循環中被執行的語句是“print（i，end=‘ ）”的話，那就會打印輸出0、1、2……98、99共100個整數。按照這個辦法是否可以使用range（）函數來生成類似的均勻浮點數呢？比如0.00、0.01、0.02……0.98、0.99共100個浮點數。如果直接構造“for i in range（0，1，0.01）：”，Python就會給出“TypeError： ‘float object cannot be interpreted as an integer”的錯誤提示，意思是“類型錯誤：浮點型對象不能解釋為整數型”，因為range（）函數接收的參數必須是整數（可以是負數），而不能直接處理float浮點數。那么，如何解決均勻浮點數生成問題呢？

方法1：while循環控制變量i自增

首先建立并給變量i賦值為0.00;接著構造“while i <= 1.00：”循環，其中的第一條語句為“print（‘%.2f%i，end=‘ ）”，即以一個空格分隔并保留兩位小數輸出變量i的值;第二條語句為“i += 0.01”，即控制i的自增，步長為0.01。運行程序，得到了從0.00到0.99共100個均勻浮點數（如圖1）。

方法2：使用列表推導式

Python的列表推導式非常靈活，能夠以非常簡潔的方式來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）]”語句，即可在列表my_list中得到符合要求的100個浮點數，其實就是將“for i in range（100）”所得到的0-99分別進行了“i/100”的計算。最后再使用for循環以同樣的方式來打印輸出，同樣也得到了100個均勻浮點數，print中的“‘%.2f%”表示顯示保留兩位小數的浮點數（如圖2）。

方法3：借用numpy庫中的arange（）

numpy庫中有個與Python的range（）函數功能類似的arange（），但它支持浮點數運算且使用方法類似，一樣是“初始值、終值、步長”參數調用。在使用“import numpy as np”語句以np為別名導入numpy庫之后，再使用“my_list = list（np.arange（0，1，0.01））”語句，即可將arange（）生成的ndarray數組對象轉換為列表數據。最后，使用for循環打印輸出my_list中的所有元素，就得到了100個均勻浮點數，本次保留3位小數（如圖3）。

方法4：自定義函數使用yield表達式

既然Python內置的range（）函數不提供對浮點數的運算，那我們就可以自定義一個float_data（）函數，三個參數依次為start、end和step，同樣是對應“初始值、終值、步長”。函數中使用變量i來接收初始值，然后通過while循環（當i

在主程序中調用float_data（）函數，接收到的數據存儲至變量my_generator中，最后仍然是通過for循環來將它們打印輸出，也可以得到100個均勻浮點數（如圖4）。

四種方法均能實現均勻浮點數的生成，大家可根據自己的編程習慣來使用。當然，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數，只要在程序中將步長修改為0.001、print輸出“%.3f”以及方法2中將“i/100”修改為“i/1000”即可。