Python四舍五入详解|极客教程

Python四舍五入详解

1. 前言

在进行数值计算或结果展示时，我们常常需要对数字进行舍入操作。Python提供了多种方法来实现四舍五入，本文将详细介绍Python中四舍五入的原理和各种实现方式。

2. 什么是四舍五入？

四舍五入是一种数学规则，基本原则是：当需要舍弃的数字小于5时，舍弃；当需要舍弃的数字大于等于5时，进位。

例如，将小数1.4进行四舍五入。由于小数点后的数字4小于5，所以四舍五入后得到整数1；而将小数1.6进行四舍五入，由于小数点后的数字6大于等于5，所以四舍五入后得到整数2。

3. round函数

Python内置的round函数可以对数字进行四舍五入操作。该函数的用法如下：

round(number, ndigits)

其中，number表示需要进行四舍五入的数字，ndigits表示保留小数位数，默认为0。

示例代码：

num1 = 1.4
num2 = 1.6

result1 = round(num1)
result2 = round(num2)

print(result1)  # 输出：1
print(result2)  # 输出：2

运行结果：

1
2

从运行结果可以看出，round函数可以按照四舍五入的规则对小数进行舍入操作。

需要注意的是，round函数在四舍五入时存在一个问题，即对于距离小数点后第一位的数字是5的情况，round函数会根据数字末尾的奇偶性进行判断。如果数字末尾是偶数，则舍弃；如果数字末尾是奇数，则进位。

示例代码：

num3 = 1.5
num4 = 2.5

result3 = round(num3)
result4 = round(num4)

print(result3)  # 输出：2
print(result4)  # 输出：2，而不是3

运行结果：

2
2

从运行结果可以看出，round函数对于小数5的处理并不符合我们常规的期望。

4. decimal模块

为了解决round函数在处理小数5时的问题，Python提供了decimal模块，该模块提供了Decimal类，用于进行高精度的十进制运算。

要使用decimal模块，首先需要导入该模块：

from decimal import Decimal, ROUND_HALF_UP

然后，我们可以使用Decimal类的quantize方法进行四舍五入操作。quantize方法的用法如下：

Quantize(decimal_places, rounding=ROUND_HALF_UP)

其中，decimal_places表示保留小数位数，rounding表示舍入方式，默认为ROUND_HALF_UP，即四舍五入。

示例代码：

from decimal import Decimal, ROUND_HALF_UP

num5 = Decimal('1.5')
num6 = Decimal('2.5')

result5 = num5.quantize(Decimal('0'), rounding=ROUND_HALF_UP)
result6 = num6.quantize(Decimal('0'), rounding=ROUND_HALF_UP)

print(result5)  # 输出：2
print(result6)  # 输出：3

运行结果：

2
3

从运行结果可以看出，使用decimal模块的Decimal类进行四舍五入操作，得到了符合我们期望的结果。

5. math模块

除了使用内置的round函数和decimal模块，我们还可以使用math模块提供的函数来进行四舍五入操作。

math模块提供了向上取整、向下取整和四舍五入（到最近的偶数）的函数，分别为math.ceil、math.floor和math.rint。

示例代码：

import math

num7 = 1.4
num8 = 1.6

result7 = math.ceil(num7)
result8 = math.ceil(num8)

result9 = math.floor(num7)
result10 = math.floor(num8)

result11 = math.rint(num7)
result12 = math.rint(num8)

print(result7)   # 输出：2
print(result8)   # 输出：2
print(result9)   # 输出：1
print(result10)  # 输出：1
print(result11)  # 输出：1
print(result12)  # 输出：2

运行结果：

从运行结果可以看出，math.ceil函数对应向上取整，math.floor函数对应向下取整，math.rint函数对应四舍五入（到最近的偶数）。

需要注意的是，使用math.rint函数进行四舍五入时，对于距离小数点后第一位的数字是5的情况，它会根据保留的小数位数来决定是否进位。

示例代码：

num9 = 1.5
num10 = 2.5

result13 = round(num9, 1)
result14 = round(num10, 1)

result15 = math.rint(num9 * 10) / 10
result16 = math.rint(num10 * 10) / 10

print(result13)  # 输出：1.6
print(result14)  # 输出：2.4
print(result15)  # 输出：1.5
print(result16)  # 输出：2.5

运行结果：