如何在 Python 中精確保留小數點後的數值？

一、背景介紹

在 Python 中，浮點數的精度有限，會導致小數點後的數字被捨去或四捨五入。

例如：

>>> a = 1.345
>>> print(a)
1.345
>>> b = round(a, 2)
>>> print(b)
1.35

可以看到，原本是 1.345 的數字經過 round 方法，舍入為小數點後兩位保留的 1.35。

但是在一些需要精確計算的場合，這種情況是無法被接受的。例如，考慮進行金融計算，或者某些科學計算需要精確結果的場合，我們需要保留小數點後的數值。

二、使用 Decimal

Python 內置的 decimal 模塊可以解決浮點數精度問題。它實現了 IBM 的十進制浮點數算法，並且可以設定精度。

使用 Decimal 模塊可以定義一個 Decimal 對象，然後對其進行數學運算。例如：

from decimal import Decimal

a = Decimal('1.345')
b = Decimal('2.543')

c = a + b

print(c)   # 輸出 3.888

可以看到，在 Decimal 對象的運算中，小數點後的數值被精確保留。

使用 Decimal 模塊時，應當注意傳入的數值必須是字符串格式。如果直接傳入浮點數，則會丟失精度。

a = Decimal(1.345)  # 錯誤的方法

三、使用 format

Python 的字符串格式化功能可以將浮點數格式化為字符串，並且可以指定保留小數點後幾位。

使用這種方法需要注意的是，儘管我們可以將一個浮點數格式化為一個字符串，並且指定小數點後的位數，但是實際上該字符串仍然是一個浮點數，依然具有浮點數的本質並且存在精度問題。

例如：

a = 1.3456
b = 2.345

c = a + b

print('c 的值為：{0:.2f}'.format(c))   # 輸出：c 的值為：3.69

可以看到，即使我們將 c 格式化為一個小數點後兩位的字符串，但是計算結果依然存在精度問題。

四、使用 round 函數

Python 的 round 函數可以將一個浮點數舍入到指定的小數點後的位數。

例如：

a = 1.3456

b = round(a, 2)
print(b)   # 輸出 1.35

通過使用 round 函數指定小數點後的位數，可以在數學運算時精確保留小數點後的位數。

五、總結

在 Python 中，精確保留小數點後的數值有多種方法可以實現。可以使用 decimal 模塊來存儲和處理精確的十進制浮點數，也可以使用字符串格式化或 round 函數來保留小數點後的位數。

每種方法都有自己的優缺點，需要根據具體的場合進行選擇和使用。