来自数组的舍入错误 -> 字符串 -> 数组转换答案

【问题标题】：Rounding error from array -> string -> array conversion来自数组的舍入错误 -> 字符串 -> 数组转换
【发布时间】：2015-12-21 18:48:40
【问题描述】：

我正在尝试通过水平连接 4 列中的数据来创建一个数组，如下所示：

col1=numpy.arange(191.25,196.275,.001)[:, numpy.newaxis]
nrows=col1.shape[0]

col2=numpy.zeros((nrows,1),dtype=numpy.int)
col3=numpy.zeros((nrows,1),dtype=numpy.int)
col4=numpy.ones((nrows,1),dtype=numpy.int)

a=numpy.hstack((col1,col2,col3,col4))

然后我将其转换为字符串：

a_str = '\n'.join('\t'.join('%0.3f' %x for x in y) for y in a)+'\n'

并将其转换回二维 numpy 数组：

a2=numpy.array(filter(None,re.split('[\n\t]+',a_str)),dtype=float).reshape(-1,4)

但现在当我得到 FALSE 时，当我比较时：

a[-1,0]==a2[-1,0]

当我查看单个值时，我看到：

a[-1,0]=196.27500000002399
a2[-1,0]=196.27500000000001

从数组到字符串再转换回来时是否存在一些浮点/舍入错误（a2 实际上比 a 更接近 196.275 的期望值）？如何使值相等？我的怀疑是，当我通过迭代添加最初生成 col1 来产生错误时，这会加剧后面数组索引中的错误。这是否意味着我应该改为显式枚举 col1 的值，或者是否有解决方法？

【问题讨论】：

如果您需要 numpy 数组往返，请使用 numpy.save。不要自己手动将它们转换为字符串。
我必须将它们转换为字符串，以便与我正在使用的实验室设备进行通信，因为 API 只能识别字符串。我希望能够写入设备，然后从设备读回并比较两者以确保它正确接收数据。
但是在那种情况下，为什么需要将设备的响应转换回数字呢？如果你只是想检查输入和输出是否相等，你不应该将它们作为字符串进行比较吗？
问题是，在比较之前我得把数据清理一下。我知道我至少需要将第一列四舍五入到最接近的小数点后第三位（还不确定其他列）。
啊，所以设备基本上在输出上加了一点“噪音”。在这种情况下，您想要做的就是有容差进行相等性检查。在 numpy 中，这是 numpy.allclose，您的 rtol 和 atol 参数选择得当。我不知道为什么 numpy.all 为您工作（根据您的回答），但我不会指望它。

标签： python arrays string numpy rounding-error

【解决方案1】：

基本上没有真正的解决方案。一般来说，有限十进制字符串和有限二进制表示没有精确的等价物。在这种转换中会产生舍入误差，并且必须使用诸如 np.allclose 之类的结构，而不是测试精确等价性。

【讨论】：

【解决方案2】：

我找到了一个适合我情况的解决方案，那就是基本上使用 a2 而不是 a。然后，当我通过与问题中相同的过程将 a2 转换为字符串并返回到数组（例如 a3）时，我可以得到 numpy.all(a2==a3) 的 True。与 a 不同，a2 和 a3 的所有值似乎都在所需值范围内 +/- 1e-14 并且彼此相同。

【讨论】：