Дробные числа — рациональные числа

Исходный код: Lib/fractions.py

Модуль fractions предоставляет поддержку арифметики с рациональными числами.

Экземпляр Fraction можно создать из пары целых чисел, другого рационального числа или строки.

class fractions.Fraction(numerator=0, denominator=1)

класс fractions.Fraction(other_fraction)

класс fractions.Fraction(float)

класс fractions.Fraction(decimal)

класс fractions.Fraction(string)

Первый вариант требует, чтобы числитель и знаменатель были экземплярами numbers.Rational и возвращает новый экземпляр Fraction со значением numerator/denominator. Если знаменатель равен 0, возникает ошибка ZeroDivisionError. Второй вариант требует, чтобы other_fraction был экземпляром numbers.Rational и возвращает экземпляр Fraction с тем же значением. Следующие два варианта принимают либо экземпляр float, либо экземпляр decimal.Decimal и возвращают экземпляр Fraction с точно таким же значением. Обратите внимание, что из-за обычных проблем с двоичной плавающей точкой (см. Арифметика с плавающей точкой: проблемы и ограничения), аргумент для Fraction(1.1) не точно равен 11/10, и поэтому Fraction(1.1) не возвращает Fraction(11, 10) так, как можно было ожидать. (Но см. документацию для метода limit_denominator() ниже.) Последний вариант конструктора ожидает строку или экземпляр unicode. Обычная форма для этого экземпляра:

[sign] numerator ['/' denominator]

где необязательный sign может быть либо ‘+’, либо ‘-’, а numerator и denominator (если присутствуют) — это строки десятичных цифр (подчеркивания могут использоваться для разделения цифр, как с целочисленными литералами в коде). Кроме того, любая строка, которая представляет конечное значение и принимается конструктором float, также принимается конструктором Fraction. В любой форме входная строка также может иметь начальные и/или конечные пробелы. Вот несколько примеров:

>>> 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)

Класс Fraction наследуется от абстрактного базового класса numbers.Rational и реализует все методы и операции из этого класса. Экземпляры Fraction являются хешируемыми и должны рассматриваться как неизменяемые. Кроме того, Fraction имеет следующие свойства и методы:

Изменено в версии 3.2: Конструктор Fraction теперь принимает экземпляры float и decimal.Decimal.

Изменено в версии 3.9: Функция math.gcd() теперь используется для нормализации числителя и знаменателя. math.gcd() всегда возвращает тип int. Ранее тип НОД зависел от числителя и знаменателя.

Изменено в версии 3.11: Подчеркивания теперь разрешены при создании экземпляра Fraction из строки, следуя правилам PEP 515.

Изменено в версии 3.11: Fraction теперь реализует __int__ для удовлетворения проверок экземпляров typing.SupportsInt.

Изменено в версии 3.12: Пробел разрешен вокруг косой черты для входных строк: Fraction('2 / 3').

Изменено в версии 3.12: Экземпляры Fraction теперь поддерживают форматирование в стиле float с типами представления "e", "E", "f", "F", "g", "G" и "%"".

numerator

Числитель дроби в наименьших членах.

denominator

Знаменатель дроби в наименьших членах.

as_integer_ratio()

Возвращает кортеж из двух целых чисел, отношение которых равно исходной дроби. Отношение в наименьших членах и имеет положительный знаменатель.

Добавлена в версии 3.8.

is_integer()

Возвращает True, если дробь является целым числом.

Добавлена в версии 3.12.

classmethod from_float(flt)

Альтернативный конструктор, который принимает только экземпляры float или numbers.Integral. Обратите внимание, что Fraction.from_float(0.3) не равно Fraction(3, 10).

Примечание

Начиная с Python 3.2, вы также можете напрямую создать экземпляр Fraction из float.

classmethod from_decimal(dec)

Альтернативный конструктор, который принимает только экземпляры decimal.Decimal или numbers.Integral.

Примечание

Начиная с Python 3.2, вы также можете напрямую создать экземпляр Fraction из экземпляра decimal.Decimal.

limit_denominator(max_denominator=1000000)

Находит и возвращает ближайшую Fraction к self, имеющую знаменатель не более max_denominator. Этот метод полезен для поиска рациональных приближений к заданному числу с плавающей точкой:

>>> from fractions import Fraction
>>> Fraction('3.1415926535897932').limit_denominator(1000)
Fraction(355, 113)

или для восстановления рационального числа, представленного как float:

>>> from math import pi, cos
>>> Fraction(cos(pi/3))
Fraction(4503599627370497, 9007199254740992)
>>> Fraction(cos(pi/3)).limit_denominator()
Fraction(1, 2)
>>> Fraction(1.1).limit_denominator()
Fraction(11, 10)

__floor__()

Возвращает наибольшее int <= self. Этот метод также можно вызвать через функцию math.floor():

>>> from math import floor
>>> floor(Fraction(355, 113))
3

__ceil__()

Возвращает наименьшее int >= self. Этот метод также можно вызвать через функцию math.ceil().

__round__()

__round__(ndigits)

Первый вариант возвращает ближайшее int к self, округляя половину до ближайшего четного. Второй вариант округляет self до ближайшего кратного Fraction(1, 10**ndigits) (логически, если ndigits отрицательно), опять же, округляя половину в сторону ближайшего четного. Этот метод также можно вызвать через функцию round().

__format__(format_spec, /)

Обеспечивает поддержку форматирования чисел с плавающей точкой для объектов Fraction с помощью метода str.format(), встроенной функции format() или форматированных строковых литералов. Поддерживаются типы представления "e", "E", "f", "F", "g", "G" и "%". Для этих типов представления форматирование объекта Fraction x соответствует правилам, описанным для типа float в разделе «Форматное задание».

Вот несколько примеров:

>>> from fractions import Fraction
>>> format(Fraction(1, 7), '.40g')
'0.1428571428571428571428571428571428571429'
>>> format(Fraction('1234567.855'), '_.2f')
'1_234_567.86'
>>> f"{Fraction(355, 113):*>20.6e}"
'********3.141593e+00'
>>> old_price, new_price = 499, 672
>>> "{:.2%} price increase".format(Fraction(new_price, old_price) - 1)
'34.67% price increase'