Как вывести дробную часть в питоне
Модули Decimal и Fraction в Python
О принципах работы Decimal и Fraction и пойдет речь в данном обзоре.
Для чего нужен модуль Decimal?
Некоторые пользователи задаются вопросом, зачем нам нужен модуль для выполнения простейшей арифметики с десятичными числами, когда мы вполне можем сделать то же самое с помощью чисел с плавающей точкой 🤷♂️?
Перед тем, как мы ответим на данный вопрос, мы хотим, чтобы вы сами посчитали в Python, какой результат будет в данном примере: 0.1+0.2? Вы будете удивлены, когда узнаете, что правильный ответ — это не 0,3, а 0,30000000000000004.
Чтобы понять, почему в расчетах возникла ошибка, попробуйте представить 1/3 в десятичной форме. Тогда вы заметите, что число на самом деле не заканчивается в базе 10. Так как все числа должны быть каким-то образом представлены, при их сохранении в консоли делается несколько приближений, что и приводит к ошибкам.
Cпециально для читателей-гуманитариев, у нас есть объяснение принципов работы модулей Питона: «Она на долю секунды отвела взгляд» и «Она отвела взгляд на короткое время» — чувствуете разницу?
Чтобы получить точные результаты, подобные тем, к которым мы привыкли при выполнении расчетов вручную, нам нужно что-то, что поддерживает быструю, точно округленную, десятичную арифметику с плавающей запятой, и модуль Decimal отлично справляется с этой задачей. Теперь, когда мы разобрались с теорией, переходим к принципам работы десятичного модуля.
Модуль Decimal
Синтаксис
С помощью Decimal вы можете создавать десятичные числа.
Decimal обеспечивает поддержку правильного округления десятичной арифметики с плавающей точкой.
>>> from decimal import Decimal >>> number1 = Decimal(«0.1») >>> number2 = Decimal(«0.7») >>> print(number1 + number2) 0.8
Контекст
Базовые параметры Decimal можно посмотреть в его контексте, выполнив функцию getcontext() :
>>> from decimal import getcontext >>> getcontext() Context(prec=3, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=[Inexact, Rounded], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
Точность
Контекстом в Deciaml можно управлять, устанавливая свои значения. Например, для того, чтобы управлять точностью Decimal, необходимо изменить параметр контекста prec (от англ. precision — точность):
>>> from decimal import Decimal, getcontext >>> getcontext().prec = 2 >>> print(Decimal(‘4.34’) / 4) 1.1 >>> getcontext().prec = 3 >>> print(Decimal(‘4.34’) / 4) 1.08
Округление
>>> from decimal import Decimal >>> getcontext().prec = 4 # установим точность округление >>> number = Decimal(«2.1234123») >>> print(number.quantize(Decimal(‘1.000’))) 2.123 # округление до 3 чисел в дробной части >>> print(number.quantize(Decimal(‘1.00’))) 2.12 # округление до 2 чисел в дробной части >>> print(number.quantize(Decimal(‘1.0’))) 2.1 # округление до 1 числа в дробной части
>>> print(number.quantize(Decimal(‘1.000’))) Traceback (most recent call last): File «
«, line 1, in print(number.quantize(Decimal(‘1.00’))) decimal.InvalidOperation: [ ]
Чтобы избежать ее, необходимо поменять точность округления, как было сделано в примере выше:
>> getcontext().prec = 4 >>> print(number.quantize(Decimal(‘1.000’))) 2.123
Помимо первого параметра, quantize() принимает в качестве второго параметра стратегию округления:
Помните, что как округление, так и точность вступают в игру только во время арифметических операций, а не при создании самих десятичных дробей
Полезные методы Decimal
Итак, вот некоторые полезные методы для работы с десятичными числами в Decimal:
📜 Полный список методов Decimal описан в официальной документации
Модуль Fraction
Этот модуль пригодится в тех случаях, когда вам необходимо выполнить вычисления с дробями, или когда результат должен быть выражен в формате дроби.
>>> from fractions import Fraction as frac >>> print(Fraction(33.33)) 2345390243441541/70368744177664 >>> print(Fraction(‘33.33’)) 3333/100
Модуль Fraction особенно полезен, потому что он автоматически уменьшает дробь. Выглядит это вот так:
>>> Fraction(153, 272) Fraction(9, 16)
>>> Fraction(1, 2) + Fraction(3, 4) Fraction(5, 4)
Теперь давайте попробуем возвести дробь в степень:
>>> Fraction(1, 8) ** Fraction(1, 2) 0.3535533905932738
Когда использовать Decimal и Fraction?
Потребность в максимальной точности расчетов на практике чаще всего возникает в отраслях и ситуациях, где некорректно выбранная точность расчетов может обернуться серьезными финансовыми потерями:
Таким образом, этих двух модулей должно быть достаточно, чтобы помочь вам выполнять общие операции как с десятичными, так и с дробными числами. Как мы уже говорили, вы можете использовать эти модули вместе с математическим модулем для вычисления значения всех видов математических функций в желаемом формате.
Модуль Decimal незаменим, если нужно считать деньги: с его помощью вы сможете подсчитать точную сумму, вплоть до копеек.
Fraction считает просто и честно: любители онлайн-игр приспособили его для подсчетов в игровой математике.
Числа: целые, вещественные, комплексные
Числа в Python 3: целые, вещественные, комплексные. Работа с числами и операции над ними.
Целые числа (int)
Числа в Python 3 ничем не отличаются от обычных чисел. Они поддерживают набор самых обычных математических операций:
Также нужно отметить, что целые числа в python 3, в отличие от многих других языков, поддерживают длинную арифметику (однако, это требует больше памяти).
Битовые операции
Над целыми числами также можно производить битовые операции
x | y | Побитовое или |
x ^ y | Побитовое исключающее или |
x & y | Побитовое и |
x > y | Битовый сдвиг вправо |