Mathematische Module in Python: Dezimal- und Brüche

Selbst die grundlegendsten mathematischen Operationen können manchmal zu falschen Ergebnissen führen. Dies ist auf die Einschränkungen beim Speichern der genauen Werte bestimmter Zahlen zurückzuführen. Sie können diese Einschränkungen überwinden, indem Sie das decimal -Modul in Python verwenden. In ähnlicher Weise werden uns weder die im vorherigen Tutorial gelernten math und cmath Module fraktionbasierte arithmetische Operationen helfen. Das fractions -Modul in Python tut jedoch genau das.

Dieses Tutorial führt diese beiden Module und die verschiedenen Funktionen ein, die sie bieten.

Verwenden des Dezimalmoduls

from decimal import Decimal

Decimal(121)
# 返回 Decimal('121')

Decimal(0.05)
# 返回 Decimal('0.05000000000000000277555756')

Decimal('0.05')
# 返回 Decimal('0.05')

Decimal((0, (8, 3, 2, 4), -3))
# 返回 Decimal('8.324')

Decimal((1, (8, 3, 2, 4), -1))
# 返回 Decimal('-832.4')

Wie Sie sehen können, bestimmt der Wert der getcontext() -Funktion die Genauigkeit der Berechnung, der Rundungsregeln und der außergewöhnlichen Verhalten.

Sie können die Funktion setcontext() verwenden, um den aktuellen Kontext der Berechnung zu erhalten und festzulegen. Verwenden Sie die with -Anweisung, um den Kontext der Berechnung vorübergehend zu ändern.

Es gibt drei integrierte Kontexte im

-Modul, die für Berechnungen verwendet werden können: ROUND_HALF_UP, ROUND_HALF_EVEN und ROUND_HALF_EVEN als ihre Rundalgorithmen. Ein weiterer Unterschied zwischen diesen Kontexten ist das Ausnahmeverhalten. DefaultContext Es werden keine Ausnahmen im Zusammenhang mit dem numerischen Überlauf, der ungültigen Operation und der Teilung durch Null erhöht. BasicContext ermöglicht fast alle Ausnahmen, die sich hervorragend zum Debuggen eignen, während DefaultContext als Standardkontext für Berechnungen verwendet wird.

Folgendes ist ein Beispiel dafür, wie Sie unterschiedliche Kontexte verwenden, um verschiedene Ergebnisse für die einfache Teilung zu erhalten:

import decimal
from decimal import ROUND_DOWN, ROUND_UP, Decimal as D

dec_a = D('0.153')
dec_b = D('0.231')
zero = D('0')

print("无上下文（使用默认值）： ", dec_a/dec_b)
# 无上下文（使用默认值）：  0.6623376623376623376623376623

decimal.setcontext(decimal.BasicContext)
print("基本上下文： ", dec_a/dec_b)
# 基本上下文：  0.662337662

decimal.setcontext(decimal.ExtendedContext)
print("扩展上下文： ", dec_a/dec_b)
# 扩展上下文：  0.662337662
print("扩展上下文： ", dec_b/zero)
# 扩展上下文：  Infinity

decimal.setcontext(decimal.DefaultContext)
print("默认上下文： ", dec_a/dec_b)
# 默认上下文：  0.6623376623376623376623376623

with decimal.localcontext() as l_ctx:
    l_ctx.prec = 5
    l_ctx.rounding = ROUND_UP

    print("局部上下文： ", dec_a/dec_b)
    # 局部上下文：  0.66234

Zusätzlich zu den Unterschieden in den Präzisions- und Rundungsalgorithmen für verschiedene Kontexte können Sie auch feststellen, dass unter ExtendedContext das Abteilungsergebnis für 0 Infinity ist.

decimal viele Funktionen im

import decimal
from decimal import Decimal as D


print(D('22').sqrt(decimal.BasicContext))
# 4.69041576

print(D('22').sqrt(decimal.ExtendedContext))
# 4.69041576

print(D('22').sqrt(decimal.DefaultContext))
# 4.690415759823429554565630114

with decimal.localcontext() as l_ctx:
    l_ctx.prec = 5

    print(D('22').sqrt(l_ctx))
    # 4.6904

akzeptieren auch Kontextobjekte als Parameter, um ihre Berechnungen durchzuführen. Auf diese Weise können Sie vermeiden, den berechneten Kontext oder die Genauigkeitswerte ständig festzulegen.

Verwenden des Fraktionsmoduls fractions

Manchmal können Sie auf Situationen stoßen, in denen Sie verschiedene Operationen auf der Punktzahl ausführen müssen oder das Endergebnis eine Punktzahl sein muss. Das

-Modul kann in diesem Fall von großer Hilfe sein.

Erstellen Sie Score fractions Mit dem Fraction decimal -Modul können Sie

Instanzen aus Zahlen, schwimmenden Punktzahlen, Dezimalzahlen und sogar Zeichenfolgen erstellen. Wie das

from fractions import Fraction
from decimal import Decimal

Fraction(11, 35)
# 返回 Fraction(11, 35)

Fraction(10, 18)
# 返回 Fraction(5, 9)

Fraction('8/25')
# 返回 Fraction(8, 25)

Fraction(1.13)
# 返回 Fraction(1272266894732165, 1125899906842624)

Fraction('1.13')
# 返回 Fraction(113, 100)

Fraction(Decimal('1.13'))
# 返回 Fraction(113, 100)

-Modul gibt es einige Probleme mit diesem Modul beim Erstellen von Fraktionen aus schwimmenden Punktzahlen. Hier sind einige Beispiele:

arithmetische Operation von Fraktionen

Sie können auch einfache mathematische Operationen für Brüche wie Normalzahlen wie Addition und Subtraktion ausführen.

from decimal import Decimal

Decimal(121)
# 返回 Decimal('121')

Decimal(0.05)
# 返回 Decimal('0.05000000000000000277555756')

Decimal('0.05')
# 返回 Decimal('0.05')

Decimal((0, (8, 3, 2, 4), -3))
# 返回 Decimal('8.324')

Decimal((1, (8, 3, 2, 4), -1))
# 返回 Decimal('-832.4')

Portform und Nennerfunktionen

Das Modul verfügt auch über einige wichtige Methoden wie limit_denominator(max_denominator), die einen Bruch, der dem Wert gegebener Bruch am Wert ist, mit einem Nenner von höchstens max_denominator findet und zurückgibt. Sie können auch das Attribut numerator verwenden, um den Zähler einer bestimmten Fraktion (als der niedrigste Term bezeichnet) und das denominator -Matchtribut zurückzugeben, um den Nenner zurückzugeben.

import decimal
from decimal import ROUND_DOWN, ROUND_UP, Decimal as D

dec_a = D('0.153')
dec_b = D('0.231')
zero = D('0')

print("无上下文（使用默认值）： ", dec_a/dec_b)
# 无上下文（使用默认值）：  0.6623376623376623376623376623

decimal.setcontext(decimal.BasicContext)
print("基本上下文： ", dec_a/dec_b)
# 基本上下文：  0.662337662

decimal.setcontext(decimal.ExtendedContext)
print("扩展上下文： ", dec_a/dec_b)
# 扩展上下文：  0.662337662
print("扩展上下文： ", dec_b/zero)
# 扩展上下文：  Infinity

decimal.setcontext(decimal.DefaultContext)
print("默认上下文： ", dec_a/dec_b)
# 默认上下文：  0.6623376623376623376623376623

with decimal.localcontext() as l_ctx:
    l_ctx.prec = 5
    l_ctx.rounding = ROUND_UP

    print("局部上下文： ", dec_a/dec_b)
    # 局部上下文：  0.66234

Score und Mathematikmodul

Sie können dieses Modul auch mit verschiedenen Funktionen im math -Modul verwenden, um fraktionbasierte Berechnungen durchzuführen.

import decimal
from decimal import Decimal as D


print(D('22').sqrt(decimal.BasicContext))
# 4.69041576

print(D('22').sqrt(decimal.ExtendedContext))
# 4.69041576

print(D('22').sqrt(decimal.DefaultContext))
# 4.690415759823429554565630114

with decimal.localcontext() as l_ctx:
    l_ctx.prec = 5

    print(D('22').sqrt(l_ctx))
    # 4.6904

Zusammenfassung

Diese beiden Module sollten ausreichen, um Ihnen dabei zu helfen, gemeinsame Operationen für Dezimalzahlen und Brüche durchzuführen. Wie im letzten Abschnitt gezeigt, können Sie diese Module mit dem math -Modul verwenden, um die Werte verschiedener mathematischer Funktionen in dem gewünschten Format zu berechnen.

Im nächsten Tutorial in dieser Serie lernen Sie das random -Modul in Python.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonMathematische Module in Python: Dezimal- und Brüche. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!