Python에서 분수 유형을 지원하도록 만드는 방법에 대한 자세한 설명(표준 라이브러리 분수 모듈 사용)

최근 직장에서 분수 처리를 접하게 되었는데, 관련 정보를 검색해보니 Fraction 클래스를 사용하여 구현할 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 그래서 다음 글에서는 Python에서 분수 유형을 지원하도록 하기 위해 표준 라이브러리 분수 모듈을 사용하는 방법에 대한 관련 정보를 주로 소개합니다. . 기사에서는 예제를 사용합니다. 코드 소개는 매우 상세하므로 도움이 필요한 친구가 참조할 수 있습니다.

머리말

분수를 자주 다룰 필요는 없지만, 그럴 때 Python의 Fraction 클래스가 많은 도움을 줄 것입니다. 이 기사에서는 Python이 분수 유형을 지원할 수 있도록 표준 라이브러리 분수 모듈을 사용하는 방법에 대해 자세히 소개하고 참조 및 연구를 위해 공유합니다. 아래에서는 자세한 소개를 살펴보겠습니다. :

fractions module

fractions 모듈은 분수 유형을 지원합니다.

분수 클래스

이 클래스는 분수 모듈의 핵심입니다. numbers.Rational 클래스를 상속하고 이 클래스의 모든 메서드를 구현합니다. numbers.Rational类并且实现了该类所有的方法。

构造函数并不复杂：

class fractions.Fraction(numerator=0, denominator=1) 
class fractions.Fraction(int|float|str|Decimal|Fraction)

可以同时提供分子（numerator）和分母（denominator）给构造函数用于实例化Fraction类，但两者必须同时是int类型或者numbers.Rational类型，否则会抛出类型错误。当分母为0，初始化的时候会导致抛出异常ZeropisionError。

而如果只提供一个参数，则可以用上述五种类型进行初始化。当使用字符串进行初始化时，fractions模块使用内置的正则表达式进行匹配。而使用浮点数或者Decimal进行初始化时，fractions模块会在内部调用as_integer_ratio() 。

下面的代码示例来自官方文档，展示了各种实例化Fraction的方式：

>>> from fractions import Fraction
>>> Fraction(16, -10)
Fraction(-8, 5)
>>> Fraction(123)
Fraction(123, 1)
>>> Fraction()
Fraction(0, 1)
>>> Fraction('3/7')
Fraction(3, 7)
>>> Fraction(' -3/7 ')
Fraction(-3, 7)
>>> Fraction('1.414213 \t\n')
Fraction(1414213, 1000000)
>>> Fraction('-.125')
Fraction(-1, 8)
>>> Fraction('7e-6')
Fraction(7, 1000000)
>>> Fraction(2.25)
Fraction(9, 4)
>>> Fraction(1.1)
Fraction(2476979795053773, 2251799813685248)
>>> from decimal import Decimal
>>> Fraction(Decimal('1.1'))
Fraction(11, 10)

限制分母

fractions.Fraction.limit_denominator(max_denominator=1000000)

有时候将浮点数或者Decimal作为Fraction实例的初始化数据可能会遇到舍入误差的问题，如上面调用Fraction(1.1)时不返回Fraction(11, 10)的例子。这时Fraction类提供了一个实例方法limit_denominator()用于减小这种误差。这个方法本来是为了通过限制分母来得到一个近似值，但是在出现舍入误差的时候反倒使得结果更加精确了，如下面的例子：

>>> from fractions import Fraction
>>> Fraction(1.1)
Fraction(2476979795053773, 2251799813685248)
>>> Fraction(1.1).limit_denominator()
Fraction(11, 10)

将Fraction用于算术运算、关系运算和其他多种操作

上面提到，Fraction类继承了numbers.Rational类并且实现了该类所有的方法。所以Fraction类事实上通过重载很多特殊函数，使得其实例可以直接用于多种算术运算。

不仅支持算术运算，Fraction类同时也支持关系运算、pickle模块、copy模块和哈希值的计算。

>>> from fractions import Fraction
>>> x = Fraction(1, 2)
>>> y = Fraction(1, 3)
>>> x + y
Fraction(5, 6)
>>> x - y
Fraction(1, 6)
>>> x * y
Fraction(1, 6)
>>> x / y
Fraction(3, 2)
>>> x ** 2
Fraction(1, 4)
>>> -x
Fraction(-1, 2)
>>> abs(x)
Fraction(1, 2)
>>> round(x)
0
>>> import math
>>> math.floor(x)
0
>>> math.ceil(x)
1
>>> x == y
False
>>> x > y
True

其他函数

fractions.Fraction.from_float(flt) 
fractions.Fraction.from_decimal(dec)

在Python3.2之前，Fraction类不支持通过将浮点数和Decimal传入构造方法来获得实例。而是提供了上面两个类方法，通过调用类方法的方式来产生实例，目前版本（Python 3.6.1）这两个类方法仍然存在。

fractions.gcd(a, b)

用于计算最大公约数。这个函数在Python3.5之后就废弃了，官方建议使用math.gcd()

생성자는 복잡하지 않습니다.

rrreeeFraction 클래스를 인스턴스화하기 위해 생성자에 분자와 분모를 모두 제공할 수 있지만 둘 다 유형이어야 합니다. int 또는 numbers.Rational을 동시에 사용하지 않으면 유형 오류가 발생합니다. 분모가 0이면 초기화 중에 ZeropisionError 예외가 발생합니다. 그리고 매개변수가 하나만 제공되면 위의 5가지 유형으로 초기화할 수 있습니다. 문자열로 초기화되면 분수 모듈은 내장된 정규식 일치를 사용합니다. 부동 소수점 숫자나 십진수로 초기화할 때 분수 모듈은 내부적으로 as_integer_ratio()를 호출합니다.

다음 코드 예제는 공식 문서에서 가져온 것이며 분수를 인스턴스화하는 다양한 방법을 보여줍니다: 🎜🎜

🎜rrreee🎜🎜🎜Restricted denominator🎜🎜🎜🎜fractions . Fraction.limit_denominator(max_denominator=1000000)🎜🎜Fraction 인스턴스의 초기화 데이터로 부동 소수점 숫자나 Decimal을 사용하면 위의 Fraction(1.1) 호출과 같은 반올림 오류 문제가 발생할 수 있습니다. . code> 사용시 Fraction(11, 10)을 반환하지 않는 예. 이때 Fraction 클래스에서는 이러한 오류를 줄이기 위해 인스턴스 메소드 limit_denominator()를 제공합니다. 이 방법은 원래 분모를 제한하여 대략적인 값을 구하려는 의도였지만, 반올림 오류가 발생하면 실제로는 다음 예와 같이 결과가 더 정확해집니다. 🎜

🎜rrreee 🎜 분수는 산술 연산, 관계 연산 및 기타 다양한 연산에 사용됩니다. 위에서 언급한 것처럼 Fraction 클래스는 numbers.Rational 클래스를 상속하고 이 클래스의 모든 메서드를 구현합니다. 따라서 Fraction 클래스는 실제로 여러 특수 함수를 오버로드하므로 해당 인스턴스를 다양한 산술 연산에 직접 사용할 수 있습니다. 🎜🎜Fraction 클래스는 산술 연산을 지원할 뿐만 아니라 관계 연산, 피클 모듈, 복사 모듈 및 해시 값 계산도 지원합니다. 🎜

🎜rrreee🎜🎜🎜기타 기능🎜🎜🎜

🎜rrreee🎜Python3.2 이전에는 Fraction 클래스가 전달을 지원하지 않았습니다. 부동 소수점 숫자와 10진수는 인스턴스를 얻기 위해 생성자로 전달됩니다. 대신, 위의 두 클래스 메서드는 클래스 메서드를 호출하여 인스턴스를 생성하도록 제공됩니다. 이 두 클래스 메서드는 현재 버전(Python 3.6.1)에도 여전히 존재합니다. 🎜

🎜rrreee🎜는 최대 공약수를 계산하는 데 사용됩니다. 이 함수는 Python 3.5 이후 더 이상 사용되지 않으며 공식적인 권장 사항은 math.gcd() 를 사용하는 것입니다. 🎜🎜🎜🎜요약🎜🎜🎜🎜요약할게 없네요...파이썬이 너무 편리하다고밖에 할 수 없네요... 그런데 이 블로그는 사실 제가 오랫동안 파고 있던 구덩이입니다. 이전에는 소스 코드의 일부를 이해하지 못했기 때문에 아직 게시되지 않았습니다. ㅎㅎ 표준도서관 학습 시리즈는 계속해서 업데이트 될 예정입니다! 🎜

위 내용은 Python에서 분수 유형을 지원하도록 만드는 방법에 대한 자세한 설명(표준 라이브러리 분수 모듈 사용)의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!