Python을 사용하여 정확한 십진수 계산을 수행하는 방법은 무엇입니까?

이 기사에서는 Python에서 정확한 십진수 계산을 수행하는 방법을 배웁니다.

사용방법

• 십진수 모듈의 Decimal() 함수 사용

• 수학 모듈의 fsum() 함수를 사용하세요

부동 소수점 숫자가 모든 십진수를 정확하게 나타낼 수 없다는 점은 잘 알려진 단점입니다. 게다가 간단한 수학적 계산이라도 약간의 오류가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 −

예

다음 프로그램은 부동 소수점 정수가 모든 십진수를 정확하게 나타낼 수 없음을 보여줍니다. -

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출력

실행되면 위 프로그램은 다음과 같은 출력을 생성합니다.

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이러한 오류는 시스템의 기본 CPU 및 부동 소수점 단위에서 사용되는 IEEE 754 산술 표준의 "기능"입니다. float 인스턴스를 사용하여 코드를 작성하는 경우 Python의 float 데이터 유형은 기본 표현을 사용하여 데이터를 유지하므로 이러한 오류를 방지하기 위해 할 수 있는 일은 없습니다.

decimal 모듈을 사용하면 일부 성능을 희생하면서 더 높은 정확도를 얻을 수 있습니다. 아래에서 살펴보겠습니다.

방법 1: 십진수 모듈의 Decimal() 함수 사용

예

다음 프로그램은 정확한 소수 계산을 위해 Decimal() 함수를 사용하는 예를 보여줍니다.

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출력

실행되면 위 프로그램은 다음과 같은 출력을 생성합니다.

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위 코드에서는 숫자가 문자열로 지정되어 있어서 처음에는 조금 이상하게 느껴질 수도 있습니다. 그러나 소수 개체는 예상한 대로 정확하게 작동합니다(모든 일반적인 수학 연산 지원 등). 인쇄하거나 문자열 형식 지정 기능에 사용하면 일반 숫자처럼 보입니다.

자릿수, 반올림 방법 등 계산의 여러 측면을 제어하는 ​​것이 decimal의 핵심 기능입니다.

예

이렇게 하려면 로컬 컨텍스트를 생성하고 해당 설정을 수정하세요.

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출력

실행되면 위 프로그램은 다음과 같은 출력을 생성합니다.

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정확도를 높이려면 정확도 값을 '60'으로 높이세요

예

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출력

실행되면 위 프로그램은 다음과 같은 출력을 생성합니다.

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방법 2: 수학 모듈의 fsum() 함수 사용

decimal 모듈은 IBM의 "Universal Decimal Arithmetic Spec"을 구현합니다.

말할 필요도 없이 이 기사의 범위를 벗어나는 많은 사용자 정의 옵션이 있습니다.

Python 초보자는 부동 소수점 데이터 유형의 정밀도 문제를 해결하기 위해 소수 모듈을 사용하고 싶은 유혹을 받을 수 있습니다. 하지만 응용 분야도 이해해야 합니다. 일반 부동 소수점 유형은 일반적으로 과학적 또는 공학적 문제, 컴퓨터 그래픽 또는 기타 과학적 성격을 다룰 때 더 일반적으로 사용됩니다.

예를 들어, 현실 세계에서 부동 소수점이 제공하는 17비트 정밀도로 측정할 수 있는 요소는 거의 없습니다. 따라서 작은 계산 오류라도 아무런 영향을 미치지 않습니다. 게다가 기본 부동 소수점 은 훨씬 더 빠르며. 이는 많은 계산을 실행해야 하는 상황에 매우 중요합니다.

예

그러나 실수를 완전히 피할 수는 없습니다. 많은 알고리즘이 수학자에 의해 널리 연구되어 왔으며 일부 알고리즘은 다른 알고리즘보다 오류를 더 잘 처리합니다. 또한 취소를 빼고 크고 작은 숫자를 더하는 연습은 결과를 초래할 수 있으므로 약간의 주의가 필요합니다.

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출력

실행되면 위 프로그램은 다음과 같은 출력을 생성합니다 −

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fsum() 함수는 주어진 범위나 반복 가능한 객체 사이의 합계를 찾는 데 사용됩니다. 수학 라이브러리를 가져와야 합니다. 수학적 계산에 널리 사용됩니다.

문법

다음은 함수의 구문입니다.

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Iterable 객체는 범위, 배열 또는 목록이 될 수 있습니다.

반환 유형 -

부동소수점 숫자를 반환합니다.

예

다음 예제는 math.fsum()에서 보다 정확한 구현을 위해 사용될 수 있습니다. -

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출력

실행되면 위 프로그램은 다음과 같은 출력을 생성합니다.

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반대로 다른 알고리즘의 오류 전파 특성을 실제로 연구하고 이해해야 합니다.

그럼에도 불구하고 금융과 같은 주제를 다루는 프로그램에서는 십진수 모듈이 가장 일반적으로 사용됩니다. 이러한 시스템의 계산에 작은 부정확성이 나타나면 매우 불쾌합니다.

따라서 십진수 모듈은 이러한 상황을 피할 수 있는 방법을 제공합니다. Python이 데이터베이스와 상호 작용할 때, 특히 금융 데이터에 액세스할 때 Decimal 객체가 다시 발생하는 경우가 많습니다.

결론

우리는 이 글에서 정규 계산이 실패하는 특정 상황이 있으므로 정확한 소수 계산이 필요하다는 것을 배웠습니다. 우리는 두 개의 별도 함수인decimal()과 fsum()을 사용하여 정확한 십진수 계산을 수행하는 방법을 배웠습니다. 또한 결과의 정밀도를 설정하기 위해 localcontext() 함수를 사용하는 방법도 배웠습니다.

위 내용은 Python을 사용하여 정확한 십진수 계산을 수행하는 방법은 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!