Warum führt die Gleitkomma-Mathematik von Python manchmal zu unerwarteten Ergebnissen?

Python-Gleitkomma-Mathe-Präzisionsprobleme

Gleitkomma-Arithmetik in Python, wie im bereitgestellten Code-Snippet veranschaulicht, kann zu Verwirrung führen Ergebnisse aufgrund der begrenzten Präzision. Die in Gleitkommavariablen gespeicherten Werte sind nicht immer exakte Darstellungen der Zahlen, die sie darstellen sollen.

Dieses Phänomen ist kein Fehler in Python, sondern eine grundlegende Einschränkung der Gleitkommaarithmetik. Gleitkommazahlen werden mit einer endlichen Anzahl von Bits gespeichert, was die Anzahl der signifikanten Ziffern begrenzt, die sie genau darstellen können. Wenn Berechnungen Zahlen beinhalten, die innerhalb dieser Einschränkungen nicht exakt dargestellt werden können, treten Rundungsfehler auf.

In den bereitgestellten Beispielen:

• 4,2 - 1,8 ergibt 2,4000000000000004 statt 2,4.
• 1,20 - 1,18 ergibt 0,020000000000000018, statt 0,02.
• 5,1 - 4 ergibt 1,0999999999999996, statt 1,1.

Bei ganzzahligen Berechnungen oder Vergleichen wie 5 - 4 und 5,0 - 4.0 verwendet Python exakte Ganzzahlwerte, was zu den erwarteten Ausgaben von 1 bzw. 1,0 führt.

Um diese Präzisionsprobleme zu überwinden, wird empfohlen, das Dezimalmodul von Python oder den Dezimaltyp aus der NumPy-Bibliothek zu verwenden bieten eine höhere Präzision für Gleitkommaberechnungen. Darüber hinaus kann die Sicherstellung, dass die Berechnungen Zahlen mit ähnlichen Größenordnungen umfassen, Rundungsfehler minimieren.

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