将float转换为位置格式的字符串（没有科学计数法和错误的精度）

Question

我想打印一些浮点数，以使它们始终以十进制形式写（例如12345000000000000000000.0或0.000000000000012345，而不是科学计数法，但是我希望结果具有IEEE
754倍数的最多〜15.7的有效数字，仅此而已。

理想情况下 ， __float 我想要 的结果是 位置十进制格式 的 最短
字符串，当转换为a时仍会得到相同的值 。

众所周知，如果指数大于15或小于-4，则用科学记数法写repra的float：

>>> n = 0.000000054321654321
>>> n
5.4321654321e-08  # scientific notation

如果str使用，则结果字符串再次采用科学计数法：

>>> str(n)
'5.4321654321e-08'

有人建议我可以用format用f标志和足够的精度摆脱了科学计数法：

>>> format(0.00000005, '.20f')
'0.00000005000000000000'

它适用于该数字，尽管它具有一些额外的尾随零。但是对于而言.1，相同的格式失败了，它给出的十进制数字超出了float的实际机器精度：

>>> format(0.1, '.20f')
'0.10000000000000000555'

如果我的电话号码是4.5678e-20，使用.20f仍然会失去相对精度：

>>> format(4.5678e-20, '.20f')
'0.00000000000000000005'

因此， 这些方法不符合我的要求 。

这就引出了一个问题：以十进制格式打印任意浮点数，与repr(n)（或str(n)在Python
3上）具有相同位数的最简单且性能最佳的方法是什么，但始终使用十进制格式，而不是科学计数法。

也就是说，例如将float值转换0.00000005为string的函数或操作'0.00000005'；0.1到'0.1';
420000000000000000.0到'420000000000000000.0'或420000000000000000和格式浮点值-4.5678e-5作为'-0.000045678'。

在赏金期之后：似乎至少有2种可行的方法，正如Karin证明的那样，与我在Python 2上的初始算法相比，使用字符串操作可以显着提高速度。

从而，

• 如果性能很重要并且需要Python 2兼容性；或者，如果由于decimal某种原因而无法使用该模块，那么Karin使用字符串操作的方法就是这样做的方法。
• 在Python 3上，我稍微短一些的代码也将更快。

由于我主要是在Python 3上进行开发，因此我将接受自己的回答，并奖励Karin。

Answer 1

不幸的是，似乎甚至没有带有float.__format__这种格式的新格式。floats的默认格式与repr;相同；并带有f标志，默认情况下有6个小数位：

>>> format(0.0000000005, 'f')
'0.000000'

但是，有一种技巧可以达到预期的效果-不是最快的，而是相对简单的：

• 首先，使用str()或将浮点数转换为字符串repr()
• 然后Decimal从该字符串创建一个新实例。
• Decimal.__format__支持f提供期望结果的标志，并且与floats不同，它打印实际精度而不是默认精度。

因此，我们可以制作一个简单的实用函数float_to_str：

import decimal

# create a new context for this task
ctx = decimal.Context()

# 20 digits should be enough for everyone :D
ctx.prec = 20

def float_to_str(f):
    """
    Convert the given float to a string,
    without resorting to scientific notation
    """
    d1 = ctx.create_decimal(repr(f))
    return format(d1, 'f')

必须注意不要使用全局十进制上下文，因此将为此函数构造一个新的上下文。这是最快的方法。另一种方法是使用decimal.local_context它，但是会比较慢，为每次转换创建一个新的线程本地上下文和一个上下文管理器。

现在，此函数返回带有尾数所有可能数字的字符串，四舍五入为最短的等效表示形式：

>>> float_to_str(0.1)
'0.1'
>>> float_to_str(0.00000005)
'0.00000005'
>>> float_to_str(420000000000000000.0)
'420000000000000000'
>>> float_to_str(0.000000000123123123123123123123)
'0.00000000012312312312312313'

最后的结果四舍五入到最后一位

正如@Karin所指出的，float_to_str(420000000000000000.0)与所期望的格式不完全匹配；它返回420000000000000000而没有尾随.0。