如何在列表中查找浮点数？

Question

我正在尝试从一个道路网络中创建一个点的列表。在这里，我想把这些点的坐标放在一个[x,y]的列表里，列表中的每个项都是浮点数格式。当我从网络中选择一个新点时，需要检查这个点是否已经在列表中。如果已经存在，就给这个网络特征分配相同的索引；如果不存在，就把新点添加到列表中，并给这个特征分配一个新的索引。

我知道浮点数的存储方式和整数不同，但对于完全相同的浮点数，我还是不能使用：

If new_point in list_of_points:
   #do something

而应该使用：

for point in list_of_points:
    if abs(point.x-new_point.x)<0.01 and abs(point.y-new_point.y)<0.01
         #do something

这些点应该和我在ArcGIS软件中捕捉到的一模一样，当我在软件中检查坐标时，它们确实是完全相同的。

我问这个问题是因为：

1- 我觉得使用"in"可以让我的代码更整洁，也能提高速度，而用for循环在这种情况下显得有点笨重。

2- 我想知道：这是否意味着即使是完全相同的浮点数也会以不同的方式存储？

Answer 1

这个帖子虽然是旧的，但帮助我用列表推导式开发了自己的解决方案。因为当然，直接用 == 来比较两个浮点数并不是个好主意。下面的代码会返回一个列表，里面是输入列表中所有与我们要找的值“差不多”的元素的索引。

def findFloats(listOfFloats, value):
    return [i for i, number in enumerate(listOfFloats)
            if abs(number-value) < 0.00001]

Answer 2

2: 完全相同的字面值（比如 "2.3"）在特定的平台和数据类型下会以完全相同的浮点数形式存储，但一般来说，这还要看位数、字节序，以及可能使用的编译器。

为了确保在比较数字时的准确性，你至少应该把数字四舍五入到最不精确的那个数字的精度，或者（更好）像你这里做的那样处理。

>>> 1==1.00000000000000000000000000000000001
True

Answer 3

对于很多点来说，使用numpy会更快（而且可能看起来更优雅）。如果你把x和y坐标分开存成两个数组，分别叫做arrx和arry：

numpy.sometrue((arrx-point.x)**2+(arry-point.y)**2<tol**2)

如果某个点距离已有的点在tol范围内，这个代码会返回True。

Answer 4

任何一个Python的实现都应该以相同的、确定的、非随机的方式来存储一个浮点数。我认为你不可能输入同一个浮点数两次，然后它会以两种不同的方式存储。但是，我也不太相信在像ArcGIS这样的地理程序中，你会得到完全相同的坐标，特别是当分辨率非常小的时候。浮点数学有很多方式会让你的预期受到影响，所以你不应该指望得到完全相同的浮点数。而且在不同的机器和不同的版本之间，错误的可能性会更多。

如果你担心代码的优雅性，可以创建一个函数来简化for循环。

def coord_in(coord, coord_list):
  for other_coord in coord_list:
    if abs(coord.x-other_coord.x)<0.00001 and abs(coord.y-other_coord.y)<0.00001:
      return True
  return False

Answer 5

比较两个浮点数是否相等通常不是个好主意。不过，有一些内置的函数可以用来进行这样的比较。在 numpy 库中，你可以使用 allclose 函数。比如说，

>>> np.allclose( (1.0,2.0), (1.00000001,2.0000001) )
True

这个函数会检查两个类似数组的输入，在一定的容忍度内是否逐个元素相等。你可以通过关键字参数来调整相对和绝对的容忍度。