0

0

Python 数值计算的可测试性设计

舞姬之光

舞姬之光

发布时间:2026-02-24 20:39:37

|

488人浏览过

|

来源于php中文网

原创

应使用 math.isclose(a, b) 替代 == 断言浮点数,显式指定 abs_tol 或 rel_tol;随机函数需支持 seed/rng 参数并传入固定值;输入兼容性用 np.asarray 统一处理;decimal 仅适用于金融等十进制精确场景,非万能解。

python 数值计算的可测试性设计

测试时数值误差导致断言失败怎么办

浮点计算结果天然存在精度偏差,直接用 == 断言两个 float 值几乎必败。这不是代码写错了,是 IEEE 754 的正常表现。

  • math.isclose(a, b) 替代 a == b,它默认容忍 1e-09 的相对误差和绝对误差
  • 在单元测试中显式传入 abs_tolrel_tol,比如 math.isclose(x, y, abs_tol=1e-6),避免依赖默认值带来的隐晦行为
  • 不要用 round(x, 6) == round(y, 6) —— round() 在 .5 附近有奇偶舍入规则,且不处理指数级小数
  • 如果涉及大量向量化计算(如 NumPy),优先用 np.allclose(a, b, atol=1e-8),它对数组批量生效,且默认启用广播

函数返回值含随机性,怎么稳定测试

numpy.random.rand()random.shuffle() 这类操作让函数不可重现,测试会飘。关键不是“去掉随机”,而是“控制随机”。

  • 所有随机调用必须接受可选的 seedrng 参数,例如 def sample_data(n, rng=None):,内部用 rng or np.random.default_rng()
  • 测试时传入固定 seed=42 或预构造的 np.random.Generator(np.random.PCG64(42)),确保每次运行输出一致
  • 避免全局设置 np.random.seed(42) —— 它污染全局状态,多线程或并行测试时会互相干扰
  • 如果函数封装了第三方随机逻辑(如 scikit-learn 模型拟合),查文档确认是否支持 random_state 参数,并在测试中显式传入

如何让数值函数支持多种输入类型(list / ndarray / scalar)

用户不会总按你设想的格式传数据,硬要求 np.ndarray 会卡住调试和快速验证。兼容性不是妥协,是减少边界意外。

魔法映像企业网站管理系统
魔法映像企业网站管理系统

技术上面应用了三层结构,AJAX框架,URL重写等基础的开发。并用了动软的代码生成器及数据访问类,加进了一些自己用到的小功能,算是整理了一些自己的操作类。系统设计上面说不出用什么模式,大体设计是后台分两级分类,设置好一级之后,再设置二级并选择栏目类型,如内容,列表,上传文件,新窗口等。这样就可以生成无限多个二级分类,也就是网站栏目。对于扩展性来说,如果有新的需求可以直接加一个栏目类型并新加功能操作

下载
  • np.asarray(x) 统一入口,它对 listtuplescalarndarray 都安全,且不复制已有的 ndarray
  • 慎用 np.array(x) —— 它对嵌套 list(如 [[1,2], [3]])可能降维或报错,而 asarray 行为更可预测
  • 若需保留标量语义(比如输入是单个数字,不应变成 shape=(1,) 的数组),先用 np.ndim(x) == 0np.isscalar(x) 分支处理
  • 导出函数时,在 docstring 里明确写清支持的输入类型,比如 “Accepts float, int, list, or np.ndarray

测试高精度计算时,为什么 decimal 不是万能解

decimal.Decimal 确实能规避二进制浮点误差,但它不能自动修复算法缺陷,反而容易掩盖真正的问题。

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

  • 只在明确需要十进制精确算术的场景用 Decimal(如金融计算),别把它当“更准的 float”滥用
  • Decimal 无法表示 π、√2 等无理数,调用 math.sin(Decimal('1')) 会先转成 float 再计算,精度白费
  • NumPy 函数基本不支持 Decimal,混合使用会导致静默降级为 object 数组,性能暴跌且失去向量化优势
  • 真要验证高精度逻辑,用 mpmath 库设定足够位数后对比,但生产函数仍应基于 float64 实现,测试仅作校验

数值函数的可测试性,本质是把“不确定”变成“可控”:控制随机源、控制精度容差、控制输入形态。最容易被忽略的,是忘记把控制权暴露给测试——比如没留 rng 参数,或默认用了全局随机状态。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
css中float用法
css中float用法

css中float属性允许元素脱离文档流并沿其父元素边缘排列,用于创建并排列、对齐文本图像、浮动菜单边栏和重叠元素。想了解更多float的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

592

2024.04.28

C++中int、float和double的区别
C++中int、float和double的区别

本专题整合了c++中int和double的区别,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

105

2025.10.23

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

850

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

582

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

294

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

210

2025.08.29

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

719

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

371

2025.12.24

Golang 生态工具与框架:扩展开发能力
Golang 生态工具与框架:扩展开发能力

《Golang 生态工具与框架》系统梳理 Go 语言在实际工程中的主流工具链与框架选型思路,涵盖 Web 框架、RPC 通信、依赖管理、测试工具、代码生成与项目结构设计等内容。通过真实项目场景解析不同工具的适用边界与组合方式,帮助开发者构建高效、可维护的 Go 工程体系,并提升团队协作与交付效率。

1

2026.02.24

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
最新Python教程 从入门到精通
最新Python教程 从入门到精通

共4课时 | 22.4万人学习

Django 教程
Django 教程

共28课时 | 4.5万人学习

SciPy 教程
SciPy 教程

共10课时 | 1.7万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号