Python新手，不知道我的代码有什么问题

Question

我是 Python 新手，所以请温柔一点。

我真的不知道我的代码有什么问题。

这里是：

import numpy as np

def epsilon(t):
    epsilon = (1 - np.exp(-pow(t, 4)))
    return epsilon

def r(t):
    r = pow( (epsilon(t) - 16) / 4, 1/4)
    return r

print(r(0))

由于epsilon(0) = 0，我希望（从分析上）得到 r = (-16/4)^(1/4) = (-1)^(1/4)*sqrt(2) = exp( i pi /4)*sqrt(2) = 1 + 1 i

但是我得到了：

RuntimeWarning: invalid value encountered in double_scalars
  r = pow((4 * epsilon(t) - 16) / 4, 1/4)
nan

我试图找出错误。如果我打印epsilon(0)，我会得到预期的0，如果我手动设置epsilon(0)：

def r(t):
    r = pow( 0 - 16) / 4, 1/4)
    return r
print(r(0))

我收到1 + 1 j。如果我删除to the power of 1/4，它会起作用，我会得到-4

import numpy as np

def epsilon(t):
    epsilon = (1 - np.exp(-pow(t, 4)))
    return epsilon

def r(t):
    r = (epsilon(t) - 16) / 4
    return r

print(r(0))

为什么要这样做

import numpy as np

def epsilon(t):
    epsilon = (1 - np.exp(-pow(t, 4)))
    return epsilon

def r(t):
    r = pow( (epsilon(t) - 16) / 4, 1/4)
    return r

print(r(0))

我收到此错误？

Answer 1

问题可能是由 numpy 浮点数引起的。 （正如 Schomes 所说）。通过转换为“正常”浮点数来修复。

import numpy as np

def epsilon(t):
    epsilon = (1 - np.exp(-pow(t, 4)))
    return epsilon

def r(t):
    epsi_boy = epsilon(t)
    print(type(epsi_boy)) # numpy float
    epsi_boy = float(epsi_boy) # Convert to non numpy float
    r = pow( (epsi_boy - 16) / 4,  1/4)
    return r

print(r(0))

Answer 2

原因是 numpy float64 就像 c 浮动，并且超载所有操作（包括）功率以这样工作。这是exp 以及随后在所有操作中返回的类型。请注意，您正在尝试计算：

(-4)**(1/4)

这是一个虚数。 Python 可以处理，并输出结果，但 numpy float64s 是“真实的”，所以上面的表达式是无效的。出于这个原因，这里的所有答案都建议转换为float 工作：

>>> (-4)**(1/4)
(1.0000000000000002+1j)
>>> np.float64(-4)**(1/4)
__main__:1: RuntimeWarning: invalid value encountered in double_scalars
nan

Answer 3

我注意到epsilon() 返回的值是<class 'numpy.float64'> 类型。当我们将此值包含在 Python 的内置 pow() 函数中时，就会出现问题。例如，试试pow(np.float64(-4.0), 1/4)；它也坏了。可能是因为这个：

对于混合操作数类型，适用二元算术运算符的强制规则。 Built-in Functions: pow()

我设法通过将epsilon() 的结果转换为float 来解决此问题。

r = pow( float((epsilon(t) - 16) / 4), 1/4)。

Answer 4

from math import exp
def epsilon(t):
    epsilon = (1 - exp(-pow(t, 4)))
    return epsilon


def r(t):
    print(2)
    t=epsilon(t)
    r = pow( ( t- 16) / 4, 1/4)
    return r

print(r(0))

或者

from numpy import exp
def epsilon(t):
    epsilon = (1 - exp(-pow(t, 4)))
    return epsilon


def r(t):
    print(2)
    t=epsilon(t)
    r = pow( float( t- 16) / 4, 1/4)
    return r

print(r(0))