Phạm vi số float của Python

Trong bài viết này, mình sẽ tìm hiểu cách tạo một dãy số dấu phẩy động (float) trong Python.

Phạm vi số nguyên trong Python (range()) chỉ hoạt động với số nguyên và không hỗ trợ số thập phân. Điều này có nghĩa là mình không thể sử dụng giá trị dấu phẩy động hoặc thập phân trong bất kỳ đối số nào của nó.

Ví dụ: Nếu bạn sử dụng range() với bước là số thập phân, bạn sẽ gặp lỗi TypeError: 'float' object cannot be interpreted as an integer.

for i in range(0, 1, 0.1):
    print(i)
# Output: TypeError: 'float' object cannot be interpreted as an integer

• Sử dụng arange() và linspace() của NumPy để tạo phạm vi số dấu phẩy động.
• Tạo dãy số float mà không cần sử dụng bất kỳ thư viện hoặc mô-đun nào.

Phạm Vi Số Float sử dụng arange() của NumPy

Thư viện NumPy cung cấp một loạt các hàm và toán tử cho việc làm việc với mảng và ma trận đa chiều. Trong đó, có hàm arange() giúp tạo phạm vi số dấu phẩy động. Hàm này có cú pháp và chức năng tương tự như hàm range() tích hợp trong Python, nhưng cho phép sử dụng số dấu phẩy động trong các đối số bắt đầu, dừng và bước.

Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]

Cú Pháp của np.arange()

np.arange(start, stop, step)

Cách tạo một phạm vi số Float trong Python

Cài đặt thư viện NumPy nếu chưa có:

Bạn có thể cài đặt NumPy bằng lệnh

pip install numpy.

Nhập thư viện NumPy vào chương trình:

import numpy as np

Sử dụng hàm np.arange():

Truyền các số dấu phẩy động cho các đối số bắt đầu, dừng và bước. Ví dụ:

import numpy as np

# Tạo phạm vi số dấu phẩy động từ 0.0 đến 4.0 với bước 0.5
for i in np.arange(0.0, 4.5, 0.5):
    print(i, end=', ')
# Output: 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0,

# Ví dụ khác: Tạo phạm vi từ 5.5 đến 13.0 với bước 2.5
for i in np.arange(5.5, 15.5, 2.5):
    print(i, end=' ')
# Output: 5.5, 8.0, 10.5, 13.0,

Lưu ý: Hàm np.arange() không bao gồm giá trị dừng trong kết quả của nó, và nó dừng lại trước khi thực hiện bước cuối cùng.

Ngoài ra, bạn có thể tìm hiểu thêm về sử dụng hàm range() trong Python và các bài tập về vòng lặp.

Sử dụng số Float trong đối số bước

import numpy as np

# Sử dụng số float trong đối số bước (step)
for i in np.arange(1, 10, 2.5):
    print(i, end=', ')
# Output: 1.0, 3.5, 6.0, 8.5

Phạm Vi Phao Ngược

import numpy as np

# Tạo phạm vi số float từ 30.5 đến 5.5 với bước -5.5 (phạm vi phao ngược)
for i in reversed(np.arange(5.5, 30.5, 5.5)):
    print(i, end=', ')
# Output: 27.5, 22.0, 16.5, 11.0, 5.5,

Phạm Vi Cho Số Float Âm

import numpy as np

# Tạo phạm vi cho số float âm từ -2.5 đến -20.5 với bước -2.5
for i in np.arange(-2.5, -20.5, -2.5):
    print(i, end=', ')
# Output: -2.5, -5.0, -7.5, -10.0, -12.5, -15.0, -17.5, -20.0,

Các ví dụ này minh họa cách sử dụng đối số bước dạng số float, tạo phạm vi phao ngược và tạo phạm vi cho số float âm bằng cách sử dụng hàm np.arange() của NumPy. Điều này giúp bạn làm việc linh hoạt với các số dấu phẩy động trong Python.

Phạm vi sử dụng phao numpy.linspace()

Trong phần này, mình sẽ tìm hiểu cách sử dụng hàm np.linspace() của NumPy để tạo một dãy số thực với các giá trị cách đều nhau.

Cú Pháp của np.linspace()

np.linspace(start, stop, num, endpoint)

Tham Số

• start: Điểm bắt đầu của phạm vi. Nếu không được chỉ định, mặc định là 0.

• stop: Điểm kết thúc của phạm vi.

• num: Số lượng mẫu cần tạo. Mặc định là 50. Giá trị này không thể là số âm, tức là tổng số giá trị bạn muốn trong phạm vi kết quả.

• endpoint: Đặt thành False nếu bạn không muốn bao gồm giá trị kết thúc trong kết quả.

Ví Dụ

import numpy as np

# Tạo dãy số thực từ 2.5 đến 12.5 với 5 mẫu
for i in np.linspace(2.5, 12.5, num=5):
    print(i, end=', ')
# Kết quả: 2.5, 5.0, 7.5, 10.0, 12.5,
print('')

# Sử dụng endpoint=False để không bao gồm giá trị kết thúc trong kết quả
for i in np.linspace(2.5, 12.5, num=5, endpoint=False):
    print(i, end=', ')
# Kết quả: 2.5, 4.5, 6.5, 8.5, 10.5,

Hàm np.linspace() cho phép bạn tạo dãy số thực với các giá trị cách đều nhau trên một phạm vi xác định. Bạn chỉ cần xác định điểm bắt đầu, điểm kết thúc của phạm vi, và số lượng mẫu bạn muốn trong dãy số kết quả. Nếu bạn không muốn bao gồm giá trị kết thúc trong kết quả, bạn có thể sử dụng endpoint=False. Điều này giúp bạn làm việc linh hoạt với các khoảng số thực trong Python.

Phạm vi phao sử dụng máy phát điện và năng suất

Nếu bạn muốn tạo một phạm vi số float mà không cần sử dụng thư viện gọn gàng như arange() và linspace(), bạn có thể sử dụng trình tạo Python và năng suất để đạt được điều này. Dưới đây là một ví dụ về cách viết một hàm tùy chỉnh có khả năng tạo ra một phạm vi số float:

def frange(start, stop=None, step=None):
    # Đảm bảo rằng start luôn là số float
    start = float(start)
    
    if stop is None:
        # Nếu không có giá trị stop, sử dụng start và gán start thành 0.0
        stop = start + 0.0
        start = 0.0
    
    if step is None:
        # Nếu không có giá trị step, gán step thành 1.0
        step = 1.0

    # In ra các giá trị của start, stop, và step
    print("start = ", start, "stop = ", stop, "step = ", step)

    count = 0
    while True:
        temp = float(start + count * step)
        if step > 0 and temp >= stop:
            break
        elif step < 0 and temp <= stop:
            break
        yield temp
        count += 1


# Ví dụ sử dụng frange để tạo các phạm vi số float
for i in frange(1.5, 5.5, 0.5):
    print("%g" % i, end=", ")
print('\n')

for i in frange(-0.1, -0.5, -0.1):
    print("%g" % i, end=", ")
print('\n')

for num in frange(0.5, 0.1, -0.1):
    print("%g" % num, end=", ")
print('\n')

for num in frange(0, 7.5):
    print("%g" % num, end=", ")
print('\n')

for num in frange(2.5, 7.5):
    print("%g" % num, end=", ")
print('\n')

Kết quả đầu ra của các phần trước và phần tiếp theo của mã trên sẽ là:

bắt đầu = 1,5 dừng = 5,5 bước = 0,5
 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5, 5,

bắt đầu = -0,1 dừng = -0,5 bước = -0,1
-0,1, -0,2, -0,3, -0,4,

bắt đầu = 0,5 dừng = 0,1 bước = -0,1
0,5, 0,4, 0,3, 0,2,

bắt đầu = 0,0 dừng = 7,5 bước = 1,0
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,

bắt đầu = 2,5 dừng = 7,5 bước = 1,0
2,5, 3,5, 4,5, 5,5, 6,5,

Như vậy, bạn có thể sử dụng hàm frange tùy chỉnh để tạo các phạm vi số float một cách linh hoạt trong Python mà không cần phải dựa vào các thư viện bên ngoài.

Chuỗi số float dương sử dụng trình tạo

Nếu bạn chỉ quan tâm đến dãy số thực dương, bạn có thể sử dụng mã sau:

def positive_float_range(start, stop=None, step=None):
    if stop is None:
        stop = start + 0.0
        start = 0.0
    if step is None:
        step = 1.0
    print("start = ", start, "stop = ", stop, "step = ", step)

    count = 0
    while True:
        temp = float(start + count * step)
        if temp >= stop:
            break
        yield temp
        count += 1

for i in positive_float_range(1.5, 10.5, 0.5):
    print("%g" % i, end=", ")
# Output 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10,

Chuỗi số float âm sử dụng trình tạo

Nếu bạn chỉ cần một dãy số thực âm, bạn có thể thử mã sau:

def negative_float_range(start, stop=None, step=None):
    if stop is None:
        stop = start + 0.0
        start = 0.0
    if step is None:
        step = 1.0
    print("start = ", start, "stop = ", stop, "step = ", step)

    count = 0
    while True:
        temp = float(start + count * step)
        if temp <= stop:
            break
        yield temp
        count += 1

for i in negative_float_range(-0.1, -0.5, -0.1):
    print("%g" % i, end=", ")
# Output -0.1, -0.2, -0.3, -0.4,

Như vậy, bạn có thể sử dụng các hàm positive_float_range và negative_float_range để tạo dãy số float dương và âm một cách linh hoạt trong Python.

Phạm vi số float sử dụng tính năng hiểu danh sách

Bạn có thể sử dụng comprehension list để tạo một danh sách số thực từ 0.5 đến 9.5 với bước 0.5 như sau:

# Range from 0.5 to 9.5 with step 0.5 using list comprehension
float_range = [x / 10.0 for x in range(5, 100, 5)]

# Output the list
print(", ".join(map(str, float_range)))

Kết quả sẽ là:

0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5

Phạm vi số float bằng itertools

Để tạo một phạm vi số float bằng itertools với bước 0.1 từ 0 đến 1, bạn có thể sử dụng mã sau:

import itertools

def float_range(start, end, step):
    assert step != 0
    sample_count = int(abs(end - start) / step)
    return itertools.islice(itertools.count(start, step), sample_count)

for i in float_range(0, 1, 0.1):
    print("%g" % i, end=", ")

Kết quả sẽ là:

0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9,

Như vậy, bạn có thể tạo ra phạm vi số float sử dụng comprehension list hoặc itertools tùy thuộc vào sở thích của bạn.

Kết bài

Trong bài viết này, mình đã tìm hiểu cách tạo một phạm vi số dấu phẩy động trong Python. Ban đầu, chúng ta đã thấy rằng phạm vi mặc định của Python, range(), chỉ hoạt động với số nguyên và không hỗ trợ kiểu float. Tuy nhiên, mình đã khám phá cách sử dụng thư viện NumPy để tạo phạm vi số float.

Mình đã sử dụng hai hàm chính trong NumPy: arange() và linspace(). Hàm arange() cho phép chúng ta tạo phạm vi với bước cố định, trong khi linspace() cho phép mình tạo phạm vi với một số lượng mẫu cố định. Bằng cách sử dụng các hàm này, mình có thể làm việc với các số thập phân trong phạm vi một cách dễ dàng.

Ngoài ra, mình cũng đã thấy cách tạo phạm vi số float bằng cách sử dụng một hàm tùy chỉnh, frange(), để sao chép hành vi của range() và cho phép mình làm việc với số float trong phạm vi.

Trong tổng quan, Python cung cấp nhiều cách để làm việc với số float trong phạm vi, từ sử dụng thư viện NumPy cho đến viết các hàm tùy chỉnh. Việc này mở ra nhiều cơ hội cho việc xử lý dữ liệu số thập phân trong các ứng dụng Python của bạn.