为什么我会得到ValueError:math域错误？

Question

我写了一个名为的函数analyze_the_shape,它接受一个2D顶点列表,使得列表按照2D欧几里德空间中顶点的顺时针遍历顺序排列.

我在解释器中调用它并给出[(0, 0), (0, 4.0), (4.0, 4.0), (4.0, 0)]输入但是我得到了ValueError : math domain error.我希望看到return ["SQUARE", 4.0].我能做什么 ？

import math

def analyze_the_shape(liste):
    if len(liste) == 2 :
        d = ( (liste[1][0] - liste[0][0])**2 + (liste[1][1] - liste[0][1])**2 )**(0.5)   
        return ["LINESEGMENT", d ] 
    if len(liste) == 4 :
        d1 = abs(( (liste[1][0] - liste[0][0])**2 + (liste[1][1] - liste[0][1])**2 )**(0.5))
        d2 = abs(( (liste[2][0] - liste[1][0])**2 + (liste[2][1] - liste[1][1])**2 )**(0.5))
        d3 = abs(( (liste[3][0] - liste[2][0])**2 + (liste[3][1] - liste[2][1])**2 )**(0.5))
        d4 = abs(( (liste[0][0] - liste[3][0])**2 + (liste[0][1] - liste[3][1])**2 )**(0.5)) 
        hypo = abs(( (liste[2][1] - liste[0][1])**2 + (liste[2][0] - liste[0][0])**2 )**(0.5))
        cos_angle = float((hypo**2 - (d3)**2 + (d4)**2) / ((-2.0)*(d4)*(d3)))
        angle = math.degrees(math.acos(cos_angle))
        if d1 == d2 == d3 == d4 and abs(angle - 90.0) < 0.001 :
            return ["SQUARE", d1]  

这是我得到的错误:

>>> import a
>>> a.analyze_the_shape([(0, 0), (0, 4.0), (4.0, 4.0), (4.0, 0)])
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "a.py", line 15, in analyze_the_shape

ValueError: math domain error

Answer 1

此异常意味着它cos_angle不是有效参数math.acos.

具体来说,在这个例子中,它刚好低于-1,这超出了acos定义.

您可能会尝试强制退回cos_angle内部[-1,1],例如:

def clean_cos(cos_angle):
    return min(1,max(cos_angle,-1))

但是,这不会返回SQUARE,因为在您的示例中cos_angle或多或少等于-1,angle因此等于180.在异常之前计算可能存在问题.

Answer 2

当我运行你的代码时，我得到的堆栈跟踪是：

Traceback (most recent call last):
  File "md.py", line 22, in <module>
    analyze_the_shape([(0, 0), (0, 4.0), (4.0, 4.0), (4.0, 0)])
  File "md.py", line 18, in analyze_the_shape
    angle = math.degrees(math.acos(cos_angle))
ValueError: math domain error

我知道math.acos只接受这样的值-1.0 <= x <= 1.0。cos_angle < -1.0如果我在该行之前打印出来angle = math.degrees(math.acos(cos_angle))，它就会打印出来True。如果我打印出来cos_angle，它就会打印出来-1.0。

我猜这里的问题是 Python 存储的方式cos_angle并不完美，并且您生成的值cos_angle仅略小于-1.0.

abs(angle - 90.0) < 0.001如果您不检查 ，而是检查 if ，也许会更好abs(cos_angle) < 0.001。

编辑：

我认为你在这一行有一个错误：

cos_angle = float((hypo**2 - (d3)**2 + (d4)**2) / ((-2.0)*(d4)*(d3)))

大概应该是：

cos_angle = float((hypo**2 - ((d3)**2 + (d4)**2)) / ((-2.0)*(d4)*(d3)))

请注意 周围多余的括号(d3)**2 + (d4)**2。这可确保在从 中减去该数量之前hypo**2完成加法。