Python如何将字节转换为浮点数？

Question

我有以下代码片段:

#!/usr/bin/env python3

print(float(b'5'))

在Linux上使用utf-8编码，以下哪个会打印5.0而不会出错？我很惊讶它没有报错，因为Python不应该知道bytes对象使用了什么编码方式。

有什么见解吗？

- static_rtti

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你有读过这份文档和这个链接吗？https://docs.python.org/3.6/c-api/buffer.html#bufferobjects - Mazdak

float() 的文档显示它可以接受一个字符串、一个数字或者一个实现了 __float__ 方法的类型。bytes 没有实现 __float__ 方法。 - Martijn Pieters

@MartijnPieters 在这里提到，如果参数是一个字符串，它应该包含一个十进制数，可选地带有符号，并可选地嵌入空格。b'5'不遵循这个规则吗？虽然这应该在文档中明确说明。 - Mazdak

这是一个合理的问题，因为并非所有编码都是ASCII的超集。 - PM 2Ring

@Kasramvd：不，它不是。bytes类型不被视为字符串。 - Martijn Pieters

@MartijnPieters 确实，我是指由于字节表示字符序列并且它们也可以包含小数，因此应该也提到了这一点，正如您所提到的，这是文档中的一个错误。 - Mazdak

Answer 1

当传入一个bytes对象时，float()函数将把该对象的内容视为ASCII字节。这在这里已经足够了，因为从字符串到浮点数的转换只接受ASCII数字和字母，以及.和_（唯一允许的非ASCII码点是空格码点），而这与int()函数处理bytes输入的方式类似。

在底层实现中，它会执行以下操作：

• 由于输入不是字符串，因此在对象上调用PyNumber_Float()方法（对于str对象，代码直接跳转到PyFloat_FromString函数）。
• PyNumber_Float()检查是否存在__float__方法，但如果该方法不存在，则调用PyFloat_FromString()函数。
• PyFloat_FromString()不仅接受str对象，还接受实现缓冲区协议的任何对象。在Python 2中，String名称是保留的，而在C实现中，Python 3的str类型称为Unicode。
• bytes对象实现了缓冲区协议，并使用PyBytes_AS_STRING宏来访问保存字节的内部C缓冲区。
• 然后使用两个名为_Py_string_to_number_with_underscores()和float_from_string_inner()的内部函数组合将ASCII字节解析为浮点值。

对于实际的str字符串，CPython实现实际上会通过仅查看输入值中的ASCII码点并将任何非ASCII空格字符转换为ASCII 0x20空格的方式将任何非ASCII字符串转换为ASCII字节序列，然后使用相同的_Py_string_to_number_with_underscores() / float_from_string_inner()组合。

我认为这是文档中的错误，并已向Python项目提交了问题报告以进行更新。

- Martijn Pieters

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我知道这个人关于Python的东西应该什么都知道。 - Sraw

感谢您的出色回答。那么，为了明确起见，这将在某些编码（例如UTF-16）下失败吗？ - static_rtti

@static_rtti：完全正确，因为\x00字节不会被接受。这些字节必须是ASCII码，并符合float()字符串解释规则。 - Martijn Pieters