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【CDA干货】解决 pd.read\_csv 读取长浮点数据的科学计数法问题
2025-09-12
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解决 pd.read_csv 读取长浮点数据的科学计数法问题

为帮助 Python 数据从业者解决pd.read_csv读取长浮点数据时的科学计数法问题,我将从问题根源切入,先解析科学计数法的触发机制,再系统拆解pd.read_csv参数配置、数据类型转换、显示格式设置等核心解决方案,结合实战案例演示操作流程,同时提供不同场景下的最优选择建议,确保长浮点数据以原始格式精准呈现。

一、问题根源:为什么长浮点数据会触发科学计数法?

在解决问题前,需先理解 Pandas 对浮点数的处理逻辑 —— 科学计数法并非 “错误”,而是计算机存储和显示大 / 小数值的默认优化方式,但在业务场景中常不符合需求。其触发原因主要有两点:

1. 浮点数的存储特性与 Pandas 默认设置

  • 数值范围触发:当浮点数绝对值小于1e-4(如0.00005)或大于1e11(如123456789012)时,Pandas 默认启用科学计数法,这是基于 NumPy(Pandas 的底层依赖)的浮点数显示规则;

  • 数据类型限制:Pandas 读取 CSV 时,默认将数值列识别为float64类型(64 位浮点数),该类型虽能保留较高精度,但在显示时会为 “极值” 或 “长小数” 自动切换为科学计数法,平衡显示长度与可读性。

2. 业务场景中的核心痛点

科学计数法的主要问题集中在 “可读性” 与 “精度” 两方面:

  • 可读性差:财务数据中 “1234567.89” 显示为 “1.234568e+06”,业务人员需手动转换才能理解实际金额;

  • 精度风险:若数据需后续导出为 Excel、CSV 供其他系统使用,科学计数法格式可能被误读(如部分系统无法识别e符号),或转换过程中丢失小数位精度(如1.23456789e-05可能被截断为0.000012)。

二、核心解决方案:pd.read_csv参数配置 —— 从源头避免科学计数法

解决问题的关键在于读取数据时直接控制浮点数的存储与显示格式,而非读取后再调整。pd.read_csv提供了多个参数可针对性配置,以下按 “优先级” 从高到低讲解。

1. 最直接方案:用dtype指定列数据类型(推荐)

若已知长浮点数据所在的列(如 “金额”“浓度” 列),可通过dtype参数在读取时直接将其指定为字符串类型精度浮点数类型,从源头避免科学计数法。

(1)指定为字符串类型:适合无需计算的场景

当长浮点数据仅需 “展示” 或 “导出”,无需参与数值计算(如身份证号、银行卡号虽为数字,但本质是标识,需完整显示)时,将列指定为str类型,可完全保留原始格式:

代码示例

import pandas as pd

# 读取CSV,将"amount"(金额)和"id"(编号)列指定为字符串类型

df = pd.read_csv(

   "data.csv",

   dtype={

       "amount": str,  # 长浮点金额列:如"123456789.123456",读取后仍为字符串

       "id": str       # 长数字编号:如"1000000000000123456",避免被识别为浮点数

   }

)

# 验证结果:查看数据类型与显示格式

print("数据类型:")

print(df.dtypes)  # 输出:amount    object(字符串类型),id    object

print("n原始格式数据:")

print(df["amount"].head())  # 输出:123456789.123456、98765432.654321 等原始格式

(2)指定为高精度浮点数类型:适合需计算的场景

若长浮点数据需参与数值计算(如求和、平均值),不能用字符串类型,可指定为numpy.float64(默认)的扩展类型,或通过Decimal类型保留更高精度(需配合converters参数):

代码示例(用numpy.float64并后续控制显示)

import pandas as pd

import numpy as np

# 读取CSV,将"concentration"(浓度)列指定为numpy.float64(默认类型,但后续控制显示)

df = pd.read_csv(

   "data.csv",

   dtype={"concentration": np.float64}  # 长小数浓度:如"0.000000123456789"

)

# 关键:设置浮点数显示格式,禁用科学计数法

pd.options.display.float_format = '{:.10f}'.format  # 保留10位小数,不使用科学计数法

# 验证结果:计算并显示数据

print("浓度列数据(无科学计数法):")

print(df["concentration"].head())  # 输出:0.0000001235(保留10位小数,非科学计数法)

print("n浓度平均值(无科学计数法):")

print(df["concentration"].mean())  # 输出:0.0000002345(计算后仍保持格式)

注意事项:

  • 字符串类型的浮点数无法直接参与计算,需先通过pd.to_numeric(..., downcast='float')转换为数值类型;

  • numpy.float64虽支持计算,但极端长小数(如 15 位以上)仍可能存在精度损失,需用decimal.Decimal类型(见下文进阶方案)。

2. 灵活方案:用converters自定义转换函数(处理复杂格式)

若长浮点数据格式特殊(如包含千位分隔符1,234,567.89、带单位1234.56 mg),dtype参数无法直接处理,可通过converters参数为指定列设置自定义转换函数,在读取时同步处理格式并禁用科学计数法。

代码示例(处理带千位分隔符的长浮点数据)

import pandas as pd

from decimal import Decimal  # 用于高精度转换

# 自定义转换函数:去除千位分隔符,转换为Decimal类型(无科学计数法,高精度

def convert_long_float(value):

   # 处理千位分隔符:如"1,234,567.890123" → "1234567.890123"

   cleaned_value = value.replace(',''')

   # 转换为Decimal类型(保留原始精度,不触发科学计数法)

   return Decimal(cleaned_value)

# 读取CSV,为"revenue"(营收)列应用自定义转换函数

df = pd.read_csv(

   "data.csv",

   converters={"revenue": convert_long_float}  # 营收数据:如"1,234,567,890.123456"

)

# 验证结果:查看数据类型与格式

print("营收列数据类型:", df["revenue"].dtype)  # 输出:object(Decimal类型在Pandas中显示为object)

print("n营收列原始格式:")

print(df["revenue"].head())  # 输出:Decimal('1234567890.123456')(完整保留,无科学计数法)

# 支持高精度计算

total_revenue = df["revenue"].sum()

print("n总营收(高精度):", total_revenue)  # 输出:Decimal('9876543210.123456')(无精度损失)

核心优势:

  • Decimal类型可保留任意位数的小数精度,完全避免浮点数存储导致的科学计数法;

  • 自定义函数可灵活处理数据清洗(如去分隔符、去单位),一步完成 “读取 + 格式处理”。

3. 全局方案:修改 Pandas 显示选项(影响所有浮点数)

若需对整个 DataFrame 的所有浮点数列禁用科学计数法,可通过修改 Pandas 的全局显示选项pd.options.display.float_format,该方案无需在pd.read_csv中额外配置,适合全局统一格式的场景。

(1)基础配置:固定小数位数

import pandas as pd

# 全局设置:所有浮点数保留8位小数,不使用科学计数法

pd.options.display.float_format = '{:.8f}'.format

# 读取CSV(无需额外参数,全局配置生效)

df = pd.read_csv("data.csv")

# 验证:所有浮点数列均按设置显示

print(df.head())

# 输出示例:

#    amount      concentration

# 0 123456789.12345679  0.00000012

# 1 987654321.65432101  0.00000034

(2)进阶配置:自动适配有效位数(避免多余 0)

若不同列的小数位数差异大(如 “金额” 保留 2 位,“浓度” 保留 10 位),固定小数位数会导致多余 0 或截断,可通过lambda函数动态保留有效位数:

import pandas as pd

# 全局设置:浮点数显示10位有效数字,不使用科学计数法(自动适配小数位数)

pd.options.display.float_format = lambda x: '{:.10g}'.format(x)

# 读取CSV

df = pd.read_csv("data.csv")

# 验证:不同列自动适配

print(df[["amount""concentration"]].head())

# 输出示例(无多余0,无科学计数法):

#    amount      concentration

# 0 123456789.1  0.000000123456

# 1 987654321.7  0.000000345678

注意事项:

  • 全局配置仅影响 “显示格式”,不改变数据的实际存储类型(仍为float64);

  • 若后续需恢复默认设置,执行pd.reset_option('display.float_format')即可。

三、实战案例:全流程处理长浮点数据(从读取到导出)

以下结合 “财务数据处理” 场景,演示从 CSV 读取、格式调整、计算分析到导出的完整流程,确保长浮点数据全程无科学计数法。

场景描述:

处理包含 “订单金额(带千位分隔符,如 1,234,567.89)”“折扣率(长小数,如 0.0087654321)”“订单编号(长数字,如 100000000000123456)” 的 CSV 文件,需完成:

  1. 读取数据时保留原始格式,禁用科学计数法;

  2. 计算 “实际支付金额 = 订单金额 ×(1 - 折扣率)”;

  3. 导出为新 CSV,确保金额列无科学计数法。

完整代码:

import pandas as pd

from decimal import Decimal

# ---------------------- 1. 读取数据:处理格式并禁用科学计数法 ----------------------

# 自定义转换函数:处理千位分隔符,转换为Decimal(高精度

def convert_amount(value):

   return Decimal(value.replace(','''))

# 自定义转换函数:处理折扣率(长小数,转换为Decimal)

def convert_discount(value):

    return Decimal(value)

# 读取CSV,指定列转换函数

df = pd.read_csv(

   "financial_data.csv",

   converters={

       "order_amount": convert_amount,    # 订单金额列:带千位分隔符

       "discount_rate": convert_discount, # 折扣率列:长小数

       "order_id": str                    # 订单编号列:长数字→字符串,避免科学计数法

   }

)

# ---------------------- 2. 数据计算:高精度计算实际支付金额 ----------------------

# 计算实际支付金额(Decimal类型支持高精度运算,无科学计数法)

df["actual_payment"] = df["order_amount"] * (Decimal('1.0') - df["discount_rate"])

# ---------------------- 3. 数据显示:调整格式便于查看 ----------------------

# 设置Pandas显示选项:Decimal类型按原始格式显示(避免转为科学计数法)

pd.options.display.max_columns = None  # 显示所有列

print("处理后的数据:")

print(df.head())

# ---------------------- 4. 数据导出:确保CSV无科学计数法 ----------------------

# 导出时,将Decimal类型转换为字符串(保留原始格式),避免Excel读取时触发科学计数法

df_export = df.copy()

df_export["order_amount"] = df_export["order_amount"].astype(str)

df_export["discount_rate"] = df_export["discount_rate"].astype(str)

df_export["actual_payment"] = df_export["actual_payment"].astype(str)

# 导出CSV

df_export.to_csv("processed_financial_data.csv", index=False, encoding="utf-8")

print("n数据已导出至 processed_financial_data.csv,无科学计数法")

结果验证:

  • 读取后:order_amount列显示为Decimal('1234567.89')discount_rate显示为Decimal('0.0087654321')

  • 计算后:actual_payment1234567.89 × 0.9912345679 = 1223765.4321,完整保留小数位;

  • 导出后:CSV 文件中金额列显示为1223765.4321,无科学计数法,Excel 打开后格式正常。

四、常见问题与避坑指南

在实际操作中,可能遇到 “配置生效但部分数据仍显示科学计数法”“导出后格式回退” 等问题,以下是针对性解决方案:

1. 问题 1:部分极值数据仍显示科学计数法

原因:即使设置了display.float_format,当浮点数绝对值极小(如1e-16)或极大(如1e20)时,NumPy 底层仍可能强制使用科学计数法。

解决方案:将数据转换Decimal类型或字符串类型,彻底脱离 NumPy 的浮点数显示规则:

# 对极值列单独处理:转换为Decimal

df["extreme_value"] = df["extreme_value"].apply(lambda x: Decimal(str(x)))

2. 问题 2:导出 Excel 后数据变回科学计数法

原因:Excel 对超过 11 位的数字默认采用科学计数法,即使 CSV 中是原始格式,Excel 打开时仍会自动转换。

解决方案

  • 导出时将长数字列(如订单编号、金额)设为字符串类型,并在 Excel 中 “数据→分列→文本格式” 导入;

  • 或使用openpyxl库直接生成 Excel 文件,指定单元格格式为 “文本” 或 “数值(保留足够小数位)”:

from openpyxl import Workbook

from openpyxl.styles import NamedStyle

# 创建Excel工作簿,设置数值格式为文本

wb = Workbook()

ws = wb.active

ws.append(df.columns.tolist())  # 添加表头

# 写入数据,所有长浮点列按文本格式写入

for _, row in df.iterrows():

   ws.append([str(cell) for cell in row.values])

# 保存Excel

wb.save("processed_data.xlsx")

3. 问题 3:converters参数与dtype参数冲突

原因:同一列不能同时指定convertersdtype,后者会覆盖前者的转换结果。

解决方案:优先使用converters处理复杂格式,简单格式用dtype,避免重复配置。

五、总结:不同场景的最优方案选择

针对pd.read_csv读取长浮点数据的科学计数法问题,需根据 “是否需计算”“数据格式复杂度”“使用场景” 选择方案,以下是清晰的选择指南:

场景需求 推荐方案 优势 适用场景
长浮点数据仅展示 / 导出,无需计算 dtype={列名: str} 操作简单,完全保留原始格式 订单编号、银行卡号、身份证号
长浮点数据需计算,精度要求一般 pd.options.display.float_format + dtype=np.float64 支持数值计算,配置灵活 普通业务数据(如销售金额、增长率)
长浮点数据需高精度计算 converters={列名: Decimal转换函数} 精度损失,彻底禁用科学计数法 财务数据、科研数据(如浓度、误差)
数据格式复杂(带分隔符 / 单位) converters={列名: 自定义清洗函数} 一步完成清洗与格式控制 带千位分隔符的金额、带单位的数值
需导出 Excel 且格式稳定 转换为字符串类型 + Excel 文本格式导入 避免 Excel 自动转换为科学计数法 需交付给业务人员的最终数据

通过以上方案,可彻底解决pd.read_csv读取长浮点数据时的科学计数法问题,确保数据在 “读取 - 计算 - 展示 - 导出” 全流程中保持可读性与精度,满足不同业务场景的需求。

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