Truncate Float In Python: spiegato con esempi

Il troncamento di un numero in virgola mobile in Python è un'operazione comune che molti programmatori incontrano in varie applicazioni. Il processo prevede la rimozione della posizione decimale di un float, lasciando solo la parte intera. È una tecnica preziosa per semplificare i calcoli, migliorare la leggibilità dell'output e ridurre potenziali errori di arrotondamento.

Per troncare i valori float in Python, puoi usare la funzione math.trunc(), il modulo decimale o la manipolazione delle stringhe. Utilizzando queste tecniche, gli sviluppatori Python possono adattare il processo di troncamento ai loro requisiti specifici con flessibilità e precisione.

In questo articolo, esploreremo come applicare il troncamento all'interno della programmazione Python per creare codice più efficiente e semplificato . Approfondiremo vari esempi pratici, presentando uno sguardo completo su come utilizzare questa tecnica per ottenere il massimo effetto.

Iniziamo esaminando i concetti e le tecniche fondamentali per troncare stringhe, numeri e strutture di dati in Python.

Sommario

• Nozioni di base su Python Truncate
  • 1. Definizione di Truncate in Python
  • 2. Come usare la funzione Tronca di Python
  • 3. Come troncare le posizioni decimali e i float in Python
• Troncamento in Python utilizzando la libreria e le funzioni matematiche
  • 1. matematica.trunc()
  • 2. math.floor() e math.ceil()
  • 3. Conversione di valori mobili utilizzando int()
• Come troncare i valori in Python con il modulo decimale
  • 1. Utilizzo del metodo di quantizzazione
  • 2. Utilizzo del metodo to_integral_value
  • 3. Applicazione del metodo Normalize
• Tecniche di troncamento per stringhe ed elenchi in Python
  • 1. Tecniche di troncamento di stringhe
  • 2. Troncamento elenco
• Come usare NumPy e panda per troncare i valori in Python
  • 1. Troncamento in Python usando NumPy
  • 2. Utilizzo di DataFrame e Loc per il troncamento in Python
• 3 Applicazioni pratiche del troncamento in Python
• Confronto dei metodi di troncamento in Python
• Scelta del metodo di troncamento appropriato
• Pensieri finali

Nozioni di base su Python Truncate

In questa sezione tratteremo la definizione di troncamento, esamineremo le funzioni Python per il troncamento e impareremo come troncare le posizioni decimali e i float.

1. Definizione di Truncate in Python

Troncare è un processo di accorciamento di un numero rimuovendo la posizione decimale. È un concetto importante in informatica e matematica e viene utilizzato per ridurre le cifre in una forma più semplice senza alterarne il valore.

2. Come usare la funzione Tronca di Python

Esistono diversi modi per troncare i valori assoluti in Python. Un metodo comune per ottenere il troncamento consiste nell'utilizzare la funzione math.trunc() , che rimuove direttamente le posizioni decimali da un valore binario in virgola mobile.

Ecco un esempio:

import math

float1 = 123.356
float2 = -2434.545

print(math.trunc(float1))  
print(math.trunc(float2))  

Produzione:

123
-2434

Questo metodo fornisce risultati simili alla funzione int() , che tronca anche il numero specificato rimuovendo le posizioni decimali.

3. Come troncare le posizioni decimali e i float in Python

In alcuni casi, potrebbe essere necessario troncare un float a un numero specifico di cifre decimali. La funzione round() può essere utilizzata per arrotondare i numeri in questi casi. Tuttavia, tieni presente che la funzione round() arrotonda solo il numero anziché troncarlo.

Se desideri troncare a un punto decimale specifico, puoi utilizzare il seguente approccio:

def truncate_float(float_number, decimal_places):
    multiplier = 10 ** decimal_places
    return int(float_number * multiplier) / multiplier

float3 = 3.14159
result = truncate_float(float3, 2)

print(result)

Produzione:

3.14

Nell'esempio precedente, la funzione truncate_float() accetta due parametri: il numero float da troncare e il numero desiderato di punti decimali.

Utilizza un moltiplicatore per spostare prima il punto decimale del float, quindi converte il risultato in un numero intero (troncando di fatto il numero) e infine divide il numero intero per il moltiplicatore per ripristinare il punto decimale nella sua posizione originale.

Tieni presente che lavorare con i float in Python può portare a qualche imprecisione nei calcoli a causa della natura dell'aritmetica in virgola mobile. Pertanto, quando l'accuratezza e la precisione sono cruciali, considera l'utilizzo del modulo decimale .

Bene, queste sono le basi su come troncare i valori in Python. Nella sezione successiva, daremo un'occhiata a come è possibile troncare i valori utilizzando la libreria matematica e altre funzioni Python.

Troncamento in Python utilizzando la libreria e le funzioni matematiche

Nel regno della programmazione Python, l'ottimizzazione è spesso la chiave. L'uso della libreria "matematica" di Python e delle sue funzioni integrate può migliorare significativamente le prestazioni, in particolare quando si tratta di set di dati di grandi dimensioni o calcoli complessi.

Questa sezione è dedicata all'esplorazione di come possiamo utilizzare la libreria "matematica" e le sue robuste funzionalità per le attività di troncamento - riducendo o limitando in modo efficiente la dimensione dei dati - in Python.

1. matematica.trunc()

La libreria matematica di Python fornisce diverse funzioni per lavorare con valori float, una delle quali è math.trunc() . Questa funzione restituisce il valore troncato di un dato float, rimuovendo di fatto la sua parte frazionaria e lasciando solo la parte intera.

Ecco un esempio di come utilizzare math.trunc() :

import math

number = 3.7
truncated_number = math.trunc(number)

print("Original number:", number)
print("Truncated number:", truncated_number)

Produzione:

3
3.7

math.trunc() arrotonda il numero verso lo zero. Per i numeri positivi funziona come la funzione floor e per i numeri negativi funziona come la funzione ceiling.

2. math.floor() e math.ceil()

Oltre a math.trunc() , la libreria matematica fornisce anche funzioni per arrotondare i numeri in diversi modi, come le funzioni math.floor() e math.ceil() .

La funzione math.floor() arrotonda per difetto i valori in virgola mobile all'intero più vicino, mentre math.ceil() arrotonda per eccesso all'intero più vicino.

import math

# Example using math.floor() function
x = 3.7
y = 9.2

floor_x = math.floor(x)
floor_y = math.floor(y)

print("Floor of x:", floor_x) 
print("Floor of y:", floor_y) 

Produzione:

Floor of x: 3
Floor of y: 9

Ecco un'illustrazione della funzione math.floor()

Questo frammento di codice dimostra l'utilizzo della funzione math.ceil() :

import math

# Example usage of math.ceil()
x = 3.7
y = 9.2
z = -4.5

ceil_x = math.ceil(x)
ceil_y = math.ceil(y)
ceil_z = math.ceil(z)

# Output the results
print("Ceiling of", x, "is", ceil_x)
print("Ceiling of", y, "is", ceil_y)
print("Ceiling of", z, "is", ceil_z) 

Produzione:

Ceiling of 3.7 is 4
Ceiling of 9.2 is 10
Ceiling of -4.5 is -4

3. Conversione di valori mobili utilizzando int()

Un altro modo per troncare un valore float consiste nell'utilizzare la funzione incorporata int() . Quando viene passato in un float, lo convertirà in un numero intero troncando la parte decimale.

Questo approccio può essere più conveniente per casi di troncamento semplici, in quanto non richiede l'importazione della libreria matematica.

float5 = 7.65
float6 = -3.14

print(int(float5)) 
print(int(float6)) 

Produzione:

7
-3

Tuttavia, è essenziale ricordare che la funzione int() non è equivalente a math.floor() o math.ceil() , in quanto tronca solo il numero senza considerarne il segno.

Ecco l'illustrazione della funzione int() sopra per un troncamento float in un editor di codice;

In sintesi, la libreria matematica Python offre molteplici funzioni per lavorare con valori float, tra cui troncamento, arrotondamento per difetto e arrotondamento per eccesso. La libreria matematica è uno strumento essenziale a cui fare affidamento quando è necessario eseguire operazioni matematiche avanzate.

Mentre le funzioni int() e math.trunc() offrono modi semplici per troncare i valori in virgola mobile, il modulo decimal fornisce un approccio più potente e preciso, quindi esaminiamolo nella prossima sezione.

Come troncare i valori in Python con il modulo decimale

Il modulo 'decimal' di Python è un potente strumento che offre una gestione di precisione dei numeri decimali, una funzionalità particolarmente utile quando è necessario il troncamento.

This section dives into the practical applications of this module for truncating values in Python. We’ll explore step-by-step examples and provide an in-depth understanding of the concepts behind this effective and precise data manipulation technique.

1. Using the Quantize Method

The quantize method of the Decimal class is a versatile tool for truncating decimal instances. This method allows developers to set the desired precision and rounding mode, ensuring accurate truncation.

Consider the following example:

from decimal import Decimal, ROUND_DOWN 
number = Decimal('3.14159') 
truncated = number.quantize(Decimal('1.'), rounding=ROUND_DOWN) print(truncated)

Output:

3

In this example, the quantize method is applied to the Decimal instance number with a precision of one decimal place and the ROUND_DOWN rounding mode, which effectively truncates the value.

2. Using the to_integral_value Method

Another useful method provided by the Decimal class is to_integral_value. This method returns the nearest integer to the given decimal value, effectively truncating the decimal places.

The to_integral_value method allows developers to specify the rounding mode as well.

Here’s an example:

from decimal import Decimal, ROUND_DOWN 
number = Decimal('3.14159') 
truncated = number.to_integral_value(rounding=ROUND_DOWN) print(truncated)

Output:

3

In this example, the to_integral_value method is used with the ROUND_DOWN rounding mode, resulting in truncation.

3. Applying the Normalize Method

The normalize method of the Decimal class provides a way to adjust the exponent and scale of a decimal instance. By using this method, developers can effectively truncate the decimal places.

Consider the following example:

from decimal import Decimal 
number = Decimal('3.14159') 
truncated = number.normalize() 
print(truncated)

Output:

3.14159

In this example, the normalize method is applied to the Decimal instance number, resulting in the same value without any decimal places.

Next, let’s look at ways you can truncate strings and lists in Python.

Truncation Techniques for Strings and Lists in Python

In this section, we’ll discuss various techniques for truncating strings and lists in Python functions. We’ll cover the following sub-sections: string truncate techniques and list truncation.

1. String Truncate Techniques

There are multiple ways to truncate a string in Python, including the use of str.format, slicing, and f-strings.

1) Using str.format: This method allows you to truncate a string by specifying a precision value. For example:

truncated_string = '{:.5}'.format('aaabbbccc')
print(truncated_string) 

Output:

aaabb

2) Using slicing: By using slice notation, you can select a substring of the original string. For example:

my_string = 'aaabbbccc'
truncated_string = my_string[:5]
print(truncated_string)

Output:

aaabb

3) Using f-strings: With f-strings, the truncation can be performed inline within the string. For example:

my_string = 'aaabbbccc'
truncated_string = f'{my_string[:5]}'
print(truncated_string)

Output:

aaabb

2. List Truncation

There are several ways to truncate lists in Python, such as slicing and using list comprehensions.

1) Using slicing: Slicing allows you to select a range of elements in a list. For example:

my_list = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
truncated_list = my_list[:5]
print(truncated_list)

Output:

[1, 2, 3, 4, 5]

2) Using list comprehensions: List comprehensions allow you to create a new list by iterating over an existing list and applying a condition or operation. For example, to truncate tuples in a list:

my_list = [('apple', 3), ('orange', 5), ('banana', 2)]
truncated_list = [(fruit, count) for fruit, count in my_list if count < 5]
print(truncated_list)

Output:

[('apple', 3), ('banana', 2)]

Now that we’ve covered the various techniques for truncating strings and lists using Python, let’s take a look at how you can do the same using libraries like NumPy and pandas.

How to Use NumPy and pandas to Truncate Values in Python

When it comes to numerical and data analysis in Python, the names ‘NumPy’ and ‘pandas’ undoubtedly resonate among developers. These powerful libraries have transformed the landscape of data manipulation by providing extensive functionality for array processing, data handling, and much more.

In this section, we’ll explore common ways to truncate elements in Python using NumPy and pandas DataFrames.

1. Truncation in Python Using NumPy

NumPy offers a simple, built-in function called trunc which allows you to truncate values to the nearest whole number.

The trunc function eliminates the fractional part of the input, returning only the integer.

import numpy as np

values = np.array([1.234, 5.678, 9.012])
truncated_values = np.trunc(values)
print(truncated_values)

Output:

array([1., 5., 9.])

Here are some key points about the trunc function:

• It works element-wise, meaning it can truncate each element in an array or a list.

• The data type (dtype) of the output array will be the same as the input array.

• The function can be applied to different data structures, such as lists, tuples, or arrays, as long as the elements are numeric.

2. Using DataFrame and Loc for Truncation in Python

Pandas DataFrame is a powerful, flexible data structure for handling large, structured datasets. You can use the DataFrame.truncate() function to truncate a DataFrame based on the index.

To see a practical demonstration of how to load datasets in Python, watch this YouTube video:

Alternatively, you can use the loc property to filter rows or columns based on a specific condition.

import pandas as pd

data = {'A': [1.234, 5.678, 9.012], 'B': [4.567, 8.901, 2.345]}
df = pd.DataFrame(data)

# Truncating based on the index
truncated_df = df.truncate(before=1, after=2)
print(truncated_df)

Output:

       A      B
1  5.678  8.901
2  9.012  2.345

Using loc and a condition, we can achieve truncation based on values as well:

# Condition to truncate values in column 'A'
condition = (df['A'] < 6)

# Truncating DataFrame based on condition
truncated_df = df.loc[condition]
print(truncated_df)

Output:

       A      B
0  1.234  4.567
1  5.678  8.901

In this example, a boolean condition was used to filter out rows in the DataFrame. Depending on your use case, you can apply different conditions and operations using loc.

Let’s now look at the practical applications of truncation in Python.

3 Practical Applications of Truncation in Python

Understanding the concept of truncation in Python and its corresponding techniques is only half of the equation. The other half involves applying this knowledge effectively in practical scenarios.

In this section, we transition from theory to practice, illustrating how truncation can be used to optimize Python code in real-world applications.

Truncation is useful in various applications, some of which are:

1. Calcoli finanziari : quando si lavora con le valute, è comune troncare i valori decimali per rappresentare denaro effettivo dove vengono considerati solo i centesimi e le unità più piccole non sono rilevanti.

price = 49.987
truncated_price = int(price * 100) / 100
print(truncated_price)

Produzione:

49.98

2. Aggregazione dei dati : il troncamento può essere utilizzato anche per aggregare i dati secondo un criterio specifico. Ad esempio, aggregando il valore medio delle letture della temperatura giornaliera in base a valori interi.

temperature_data = [22.3, 23.9, 24.8, 23.4, 22.7, 24.1, 24.6]
truncated_temperature = [int(temp) for temp in temperature_data]
mean_temperature = sum(truncated_temperature) / len(truncated_temperature)
print(mean_temperature)

Produzione:

23.142857142857142

3. Elementi di ordinamento : a volte, gli elementi devono essere ordinati in base a una specifica regola di troncamento. Ciò può essere ottenuto utilizzando il parametro key nella funzione sorted() di Python .

data = [4.8, 3.2, 2.9, 7.5, 6.1, 9.0, 1.5]
sorted_data = sorted(data, key=lambda x: int(x))
print(sorted_data)

Produzione:

[1.5, 2.9, 3.2, 4.8, 6.1, 7.5, 9.0]

Queste applicazioni del mondo reale del troncamento dimostrano che è inestimabile in vari campi, come l'analisi dei dati e l'apprendimento automatico.

Tuttavia, sorge una domanda importante: come si confrontano le tecniche di troncamento e quale metodo dovresti usare per un dato scenario? Per rispondere a questa domanda, la nostra prossima sezione si tufferà in un'analisi comparativa dei vari metodi di troncamento che abbiamo discusso.

Confronto dei metodi di troncamento in Python

Per confrontare i diversi metodi di troncamento in termini di prestazioni e precisione, consideriamo un set di dati di grandi dimensioni e misuriamo il tempo di esecuzione per ciascun approccio.

import random
import time
from decimal import Decimal, ROUND_DOWN
import math

# Generate a large dataset of floating-point values
data = [random.uniform(0, 1000) for _ in range(10**6)]

# Using int function
start_time = time.time()
truncated_int = [int(number) for number in data]
int_execution_time = time.time() - start_time

# Using math.trunc function
start_time = time.time()
truncated_math = [math.trunc(number) for number in data]
math_execution_time = time.time() - start_time

# Using decimal module
start_time = time.time()
truncated_decimal = [Decimal(str(number)).quantize(Decimal('1.'), rounding=ROUND_DOWN) for number in data]
decimal_execution_time = time.time() - start_time

print(f"Execution time using int function: {int_execution_time:.5f} seconds")
print(f"Execution time using math.trunc function: {math_execution_time:.5f} seconds")
print(f"Execution time using decimal module: {decimal_execution_time:.5f} seconds")

In questo esempio, viene generato un set di dati di un milione di valori a virgola mobile casuali compresi tra 0 e 1000. Il tempo di esecuzione per ciascun metodo di troncamento viene misurato utilizzando il modulo time. L'approccio del modulo decimale converte ogni numero in un'istanza Decimal prima del troncamento per garantire risultati accurati.

Eseguendo il codice, puoi osservare i tempi di esecuzione per ciascun metodo ed effettuare un confronto delle prestazioni.

Scelta del metodo di troncamento appropriato

Quando si tratta di troncare i valori in virgola mobile in Python, la scelta del metodo appropriato dipende dai requisiti specifici dell'applicazione o del caso d'uso.

Considera i seguenti fattori quando decidi quale metodo utilizzare:

• Precisione: se la precisione è della massima importanza e hai bisogno di un controllo preciso sulle cifre decimali, il modulo decimale fornisce il massimo livello di accuratezza.

• Prestazioni: per il troncamento semplice senza la necessità di un'elevata precisione, la funzione int() e la funzione math.trunc() offrono soluzioni efficienti.

• Comportamento di arrotondamento: a seconda del comportamento di arrotondamento desiderato, il modulo decimal consente di specificare varie modalità di arrotondamento, come ROUND_DOWN , ROUND_UP , ROUND_HALF_UP e altro.

• Compatibilità: se è necessario garantire la compatibilità con codice o sistemi legacy che non supportano il modulo decimale, la funzione int() o la funzione math.trunc possono essere opzioni valide.

Pensieri finali

Comprendere le basi del troncamento dei valori float in Python è essenziale per un'accurata manipolazione e analisi dei dati. Python fornisce vari metodi e funzioni per troncare o arrotondare i numeri in virgola mobile in base a requisiti specifici.

Utilizzando le funzioni integrate come math.trunc() , math.floor() e math.ceil() , possiamo eseguire operazioni di troncamento in modo efficace. Queste funzioni offrono flessibilità nella gestione di valori float positivi e negativi, consentendoci di controllare il risultato desiderato.

Inoltre, il modulo decimale offre un migliore controllo sull'arrotondamento e la precisione, rendendolo adatto a calcoli finanziari o situazioni in cui l'accuratezza è fondamentale.

Come per qualsiasi concetto di programmazione, la pratica e la sperimentazione sono fondamentali per padroneggiare l'arte di troncare i valori float. Vai avanti e applica queste tecniche in scenari del mondo reale ed esplora risorse aggiuntive, come la documentazione di Python e i forum della community, per migliorare la tua comprensione e competenza!