Python是否有类似于java.lang.Math.nextUp的等效函数？

Question

Python是否有类似于java.lang.Math.nextUp的等效函数？

pythonfloating-point

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我有一个Python的float，想要得到比它大或小1个ULP的float。

在Java中，我可以使用Math.nextUp(x)和Math.nextAfter(x, Double.NEGATIVE_INFINITY)来实现。

在Python中有没有这样的方法呢？我考虑过使用math.frexp和math.ldexp自己实现，但据我所知，Python没有指定浮点类型的大小。

- rlibby

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同样的问题在这里被问到了：http://bytes.com/topic/python/answers/739926-next-float，并得到了好的答案... - Benjamin

2个回答

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我不确定这是否是您想要的，但是sys.float_info.epsilon是“浮点数中可表示的大于1的最小值与1之间的差”，您可以使用x * (1 + sys.float_info.epsilon)。

http://docs.python.org/library/sys.html#sys.float_info

- Artur Gaspar

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这是一个相关的想法，但不完全是我想要的。对于指数为0，它基本上是正确的，但对于较小的指数来说太大了，对于较大的指数来说又太小了。感谢您指出sys.float_info。至少有了这个结构，我可以可靠地确定底层浮点类型的大小，即使我仍然必须猜测它是否为IEEE-754。有了这个，我可以按照@Benjamin的建议，特别是使用struct模块，找出解决方案。 - rlibby

x + epsilon？那不应该是 x * (1 + epsilon) 吗？ - vartec

@vartec 我不知道，但我在答案中进行了更正。 - Artur Gaspar

考虑指数的影响：next_after_x = (m+sys.float_info.epsilon)*2**e，其中m, e = math.frexp(x)来自@S.Lott的答案 - jfs

返回接近于 nextafter(x, float('+inf')) 值的表达式：((2*m+sys.float_info.epsilon)*2**(e-1))，其中 .5 <= m < 1。 - jfs

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- jfs · Accepted Answer

更新：在 Python 3.9+ 中，有一个名为 math.nextafter() 的函数：

>>> import math
>>> x = 4
>>> math.nextafter(x, math.inf)
4.000000000000001

^{New answer:}

您可以查看如何实现 Decimal.next_plus()/Decimal.next_minus()：

>>> from decimal import Decimal as D
>>> d = D.from_float(123456.78901234567890)
>>> d
Decimal('123456.789012345674564130604267120361328125')
>>> d.next_plus()
Decimal('123456.7890123456745641306043')
>>> d.next_minus()
Decimal('123456.7890123456745641306042')
>>> d.next_toward(D('-inf'))
Decimal('123456.7890123456745641306042')

确保十进制上下文具有您需要的值：

>>> from decimal import getcontext
>>> getcontext()
Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999999, Emax=999999999,
capitals=1, flags=[], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])

备选方案：

Call C99 nextafter() using ctypes:

  >>> import ctypes
  >>> nextafter = ctypes.CDLL(None).nextafter
  >>> nextafter.argtypes = ctypes.c_double, ctypes.c_double
  >>> nextafter.restype = ctypes.c_double
  >>> nextafter(4, float('+inf'))
  4.000000000000001
  >>> _.as_integer_ratio()
  (4503599627370497, 1125899906842624)

Using numpy:

  >>> import numpy
  >>> numpy.nextafter(4, float('+inf'))
  4.0000000000000009
  >>> _.as_integer_ratio()
  (4503599627370497, 1125899906842624)

Despite different repr(), the result is the same.

If we ignore edge cases then a simple frexp/ldexp solution from @S.Lott answer works:

  >>> import math, sys
  >>> m, e = math.frexp(4.0)
  >>> math.ldexp(2 * m + sys.float_info.epsilon, e - 1)
  4.000000000000001
  >>> _.as_integer_ratio()
  (4503599627370497, 1125899906842624)

pure Python next_after(x, y) implementation by @Mark Dickinson that takes into account edge cases. The result is the same in this case.