在Python中使用LaTeX符号格式化数字

Question

使用Python中的格式化字符串，我可以轻松地将一个数字打印为“科学计数法”，例如：

>> print '%g'%1e9
1e+09

如何在LaTeX格式中以最简单的方式格式化数字，例如1\times10^{+09}？

- pafcu

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我认为1^{+09}不是你想要的输出，但无论如何。 - walkytalky

当然是真的，我指的是10^{+09}。 - pafcu

Answer 1

使用siunitx LaTeX 包可以帮助您解决此问题，它允许您直接使用Python浮点数值，而无需解析结果字符串并将其转换为有效的LaTeX。

>>> print "\\num{{{0:.2g}}}".format(1e9)
\num{1e+09}

当LaTeX文档编译时，以上代码将转换为。正如andybuckley在评论中指出的那样，加号可能不会被siunitx接受（我没有测试过），因此可能需要对结果进行.replace("+", "")操作。

如果无法使用siunitx，可以编写一个自定义函数，如下所示：

def latex_float(f):
    float_str = "{0:.2g}".format(f)
    if "e" in float_str:
        base, exponent = float_str.split("e")
        return r"{0} \times 10^{{{1}}}".format(base, int(exponent))
    else:
        return float_str

测试:

>>> latex_float(1e9)
'1 \\times 10^{9}'

- Lauritz V. Thaulow

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不错的解决方案！这做到了所要求的，但是在数学正确性格式化时，在指数中包含+号或前导零并不正常（参见siunitx输出）。此外，由于\times命令，最好使用原始（“r”）字符串。可以通过将第一个返回替换为以下内容来完成： parts = float_str.split("e"); return r"{0} \times 10^{{{1}}}".format(parts[0], int(parts[1])) （希望这是可以理解的：SO在注释中不会进行代码格式化！） - andybuckley

@andybuckley 感谢您的反馈！我已经纠正了我的答案。 - Lauritz V. Thaulow

我也不确定siunitx处理什么输入，只知道它的输出是在正常的数学格式中，指数中没有显式的加号或前导0。我在上面的评论中的内联代码片段（可悲的是）是我能想到的最优雅的将指数强制转换为整数的方法...也许itertools中有一些奇怪的东西可以用来处理这些问题，但希望这种方式足够清晰明了！ - andybuckley

@andybuckley 如果我们将指数和底数都映射为int（据我所知，没有理由不这样做），我们可以使它更加优雅。请参见上文。 :) - Lauritz V. Thaulow

在这种情况下，latex_float(1.234e9)会发生什么？或者我漏掉了一些明显的东西吗？！显然，幂为整数的尾数对于1e9这个特定情况有效 :-) - andybuckley

@andybuckley，是我错过了些显而易见的东西。我不知道当时在想什么。已经改正了。 - Lauritz V. Thaulow

Answer 2

你可以编写一个frexp10函数：

def frexp10(x):
    exp = int(math.floor(math.log10(abs(x))))
    return x / 10**exp, exp

LaTeX样式中的格式化如下：

'{0}^{{{1:+03}}}'.format(*frexp10(-1.234e9))

- ecatmur

Answer 3

安装num2tex：

pip install num2tex

并将其用作以下方式：

>>> from num2tex import num2tex
>>> '{:.0e}'.format(num2tex(1e9))
'1 \\times 10^{9}'

num2tex 继承自 str，因此可以以相同的方式使用 format 函数。

您还可以通过使用 num2tex.configure() 更改指数的格式（针对 @Matt 的评论添加此内容）。

>>>from num2tex import num2tex
>>>from num2tex import configure as num2tex_configure
>>>num2tex_configure(exp_format='cdot')
>>>num2tex(1.3489e17)
'1.3489 \cdot 10^{17}'
>>>num2tex_configure(exp_format='parentheses')
'1.3489 (10^{17})'

截至目前，这在GitHub上还没有文档记录，我将尽快更改！

免责声明：使用Lauritz V. Thaulow的答案一段时间后（用于Jupyter、Matplotlib等），我觉得编写一个简单的Python模块（num2tex）会对我的工作流程更好，因此我在GitHub上创建了它，并在PyPI上注册。我很想听取如何使其更有用的反馈意见。

- MountainDrew

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你提供的软件包和GitHub页面上的示例非常有用！干杯，伙计。 :) - Matt

如果您能抽出一些时间来实现\cdot 10^{p}选项，那就太好了。 :) - Matt

@Matt，它已经有这个功能了，我只是没有记录它 :) 请查看我的编辑答案以了解如何使用cdot进行操作。 - MountainDrew

很抱歉，该软件包存在一个小错误。举个例子，num2tex(100000,precision=1)将输出$\times 10^5$，省略了“1”。当精度$\leq n+1$时，对于任何$10^n$都会发生这种情况（但如果$a\neq 1$，则不适用于$a.10^n$）。 - Matt