是否可以在 Python 中将数组的元素设置为NaN？
此外，是否可以将变量设置为 +/- 无穷大？如果是，是否有任何函数可以检查一个数是否为无穷大？
【问题讨论】：
标签： python numeric nan infinite
或者你可以计算它们
Python 3.9 on Windows 10
>>> import sys
>>> Inf = sys.float_info.max * 10
>>> Inf
inf
>>> NaN = Inf - Inf
>>> NaN
nan
【讨论】：
是否可以将数字设置为 NaN 或无穷大？
是的，实际上有几种方法。一些没有任何导入的工作，而另一些则需要import，但是对于这个答案，我将概述中的库限制为标准库和 NumPy（这不是标准库，而是一个非常常见的第三方库） .
下表总结了如何创建非数字或正或负无穷大float：
╒══════════╤══════════════╤════════════════════╤════════════════════╕
│ result │ NaN │ Infinity │ -Infinity │
│ module │ │ │ │
╞══════════╪══════════════╪════════════════════╪════════════════════╡
│ built-in │ float("nan") │ float("inf") │ -float("inf") │
│ │ │ float("infinity") │ -float("infinity") │
│ │ │ float("+inf") │ float("-inf") │
│ │ │ float("+infinity") │ float("-infinity") │
├──────────┼──────────────┼────────────────────┼────────────────────┤
│ math │ math.nan │ math.inf │ -math.inf │
├──────────┼──────────────┼────────────────────┼────────────────────┤
│ cmath │ cmath.nan │ cmath.inf │ -cmath.inf │
├──────────┼──────────────┼────────────────────┼────────────────────┤
│ numpy │ numpy.nan │ numpy.PINF │ numpy.NINF │
│ │ numpy.NaN │ numpy.inf │ -numpy.inf │
│ │ numpy.NAN │ numpy.infty │ -numpy.infty │
│ │ │ numpy.Inf │ -numpy.Inf │
│ │ │ numpy.Infinity │ -numpy.Infinity │
╘══════════╧══════════════╧════════════════════╧════════════════════╛
对表的几点说明：
float 构造函数实际上是不区分大小写的，所以你也可以使用float("NaN") 或float("InFiNiTy")。 cmath 和 numpy 常量返回纯 Python float 对象。numpy.NINF 实际上是我所知道的唯一一个不需要- 的常量。可以使用complex 和cmath 创建复杂的NaN 和Infinity：
╒══════════╤════════════════╤═════════════════╤═════════════════════╤══════════════════════╕
│ result │ NaN+0j │ 0+NaNj │ Inf+0j │ 0+Infj │
│ module │ │ │ │ │
╞══════════╪════════════════╪═════════════════╪═════════════════════╪══════════════════════╡
│ built-in │ complex("nan") │ complex("nanj") │ complex("inf") │ complex("infj") │
│ │ │ │ complex("infinity") │ complex("infinityj") │
├──────────┼────────────────┼─────────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤
│ cmath │ cmath.nan ¹ │ cmath.nanj │ cmath.inf ¹ │ cmath.infj │
╘══════════╧════════════════╧═════════════════╧═════════════════════╧══════════════════════╛
带有 ¹ 的选项返回一个普通的 float，而不是 complex。
有什么函数可以检查一个数是否为无穷大？
是的，实际上有几个函数用于 NaN、Infinity，Nan 和 Inf 都没有。但是这些预定义函数不是内置的，它们总是需要import：
╒══════════╤═════════════╤════════════════╤════════════════════╕
│ for │ NaN │ Infinity or │ not NaN and │
│ │ │ -Infinity │ not Infinity and │
│ module │ │ │ not -Infinity │
╞══════════╪═════════════╪════════════════╪════════════════════╡
│ math │ math.isnan │ math.isinf │ math.isfinite │
├──────────┼─────────────┼────────────────┼────────────────────┤
│ cmath │ cmath.isnan │ cmath.isinf │ cmath.isfinite │
├──────────┼─────────────┼────────────────┼────────────────────┤
│ numpy │ numpy.isnan │ numpy.isinf │ numpy.isfinite │
╘══════════╧═════════════╧════════════════╧════════════════════╛
再说几句：
cmath 和 numpy 函数也适用于复杂对象，它们将检查实部或虚部是 NaN 还是 Infinity。numpy 函数也适用于 numpy 数组以及可以转换为一个的所有内容（如列表、元组等）numpy.isposinf 和 numpy.isneginf。NaN：pandas.isna 和 pandas.isnull（但不仅是 NaN，它还匹配 None 和 NaT）即使没有内置函数，也很容易自己创建（我在这里忽略了类型检查和文档）：
def isnan(value):
return value != value # NaN is not equal to anything, not even itself
infinity = float("infinity")
def isinf(value):
return abs(value) == infinity
def isfinite(value):
return not (isnan(value) or isinf(value))
总结这些函数的预期结果（假设输入是浮点数）：
╒════════════════╤═══════╤════════════╤═════════════╤══════════════════╕
│ input │ NaN │ Infinity │ -Infinity │ something else │
│ function │ │ │ │ │
╞════════════════╪═══════╪════════════╪═════════════╪══════════════════╡
│ isnan │ True │ False │ False │ False │
├────────────────┼───────┼────────────┼─────────────┼──────────────────┤
│ isinf │ False │ True │ True │ False │
├────────────────┼───────┼────────────┼─────────────┼──────────────────┤
│ isfinite │ False │ False │ False │ True │
╘════════════════╧═══════╧════════════╧═════════════╧══════════════════╛
是否可以在 Python 中将数组的元素设置为 NaN？
在列表中没问题，您可以随时在其中包含 NaN（或 Infinity）：
>>> [math.nan, math.inf, -math.inf, 1] # python list
[nan, inf, -inf, 1]
但是，如果您想将其包含在 array（例如 array.array 或 numpy.array）中，那么数组的类型必须为 float 或 complex，否则它会尝试将其向下转换为数组类型！
>>> import numpy as np
>>> float_numpy_array = np.array([0., 0., 0.], dtype=float)
>>> float_numpy_array[0] = float("nan")
>>> float_numpy_array
array([nan, 0., 0.])
>>> import array
>>> float_array = array.array('d', [0, 0, 0])
>>> float_array[0] = float("nan")
>>> float_array
array('d', [nan, 0.0, 0.0])
>>> integer_numpy_array = np.array([0, 0, 0], dtype=int)
>>> integer_numpy_array[0] = float("nan")
ValueError: cannot convert float NaN to integer
【讨论】：
math.isnan 不适用于复数。请改用math.isnan(x.real) or math.isnan(x.imag)。
使用 Python 2.4 时，试试
inf = float("9e999")
nan = inf - inf
当我将 simplejson 移植到运行 Python 2.4 的嵌入式设备时，我遇到了这个问题，float("9e999") 修复了它。不要使用inf = 9e999，你需要从字符串转换它。
-inf 给出-Infinity。
【讨论】：
是的，您可以使用numpy。
import numpy as np
a = arange(3,dtype=float)
a[0] = np.nan
a[1] = np.inf
a[2] = -np.inf
a # is now [nan,inf,-inf]
np.isnan(a[0]) # True
np.isinf(a[1]) # True
np.isinf(a[2]) # True
【讨论】：
math.isnan() 和math.isinf()
numpy 如果你想要的只是NaN 或inf，那是相当重要的导入
NaN 或Inf，则可以使用from numpy import nan, inf，自提出此问题以来就已存在。
使用float()从字符串转换：
>>> float('NaN')
nan
>>> float('Inf')
inf
>>> -float('Inf')
-inf
>>> float('Inf') == float('Inf')
True
>>> float('Inf') == 1
False
【讨论】：
float('Inf')*0 和 float('Inf')/float('Inf') ==> 南。还有float('Inf')*-1 ==> -inf