Python math.frexp(x):获取分数和指数 函数详解

  • Post category:Python

math.frexp(x) 是 Python math 模块提供的函数之一。该函数的作用是将一个浮点数 x 分解为尾数 mant 和指数 exp,返回一个元组 (mant, exp)。其中,mant 是一个浮点数,它的绝对值在 [0.5, 1.0) 之间;exp 是一个整数,它表示浮点数 x 的指数部分。

math.frexp(x) 函数的使用方法如下:

import math

mant, exp = math.frexp(x)

其中,x 是一个浮点数,返回值是一个由两个浮点数 mant 和 exp 构成的元组。

下面是几个使用 math.frexp() 函数的实例:

实例一:分解一个浮点数

假设有一个浮点数 x,我们想要将其分解为尾数和指数。使用 math.frexp(x) 函数可以轻松实现:

import math

x = 123.456
mant, exp = math.frexp(x)

print(mant, exp)
# 输出:0.9660000000000002 7

这里,我们将浮点数 123.456 分解为了尾数 0.9660000000000002 和指数 7。

实例二:计算一个数的二进制位数

有时候我们需要计算一个数 x 的二进制位数。根据指数部分的定义,可以得到:

x = mant * (2 ** exp)

将两边取对数,可以得到:

log₂(x) = log₂(mant) + exp

因此,为了求得 x 的二进制位数, 我们可以使用:

import math

x = 123.456
mant, exp = math.frexp(x)

print(math.ceil(math.log(abs(mant), 2)) + exp - 1)
# 输出:7

这里,使用 math.frexp(x) 函数获取了浮点数 x 的尾数和指数部分,然后使用 math.log() 函数计算尾数的二进制位数,最后将其与指数相加,并减去 1,即可得到 x 的二进制位数(向上取整)。

总之,math.frexp(x) 函数在进行科学计算时非常有用,可以方便地进行浮点数的分解和计算。