Ruby에서 숫자가 작동하는 방식:정수, 부동 소수점 및 Bigdecimal 이해

Ruby 2.4 병합 Fixnum &Bignum 동일한 클래스로 (Integer ) 그래서 지금이 Ruby의 다양한 숫자 유형을 검토하기에 좋은 시간이라고 생각합니다!

이것이 우리가 이 게시물에서 이야기할 내용입니다 🙂

숫자 유형 개요

Ruby에서 모든 숫자 관련 클래스의 클래스 계층 구조를 살펴보는 것으로 시작하겠습니다.

숫자 정수 Fixnum Bignum Float Complex Rational BigDecimal(표준 라이브러리)

보시다시피 Numeric class는 모든 number 클래스의 부모입니다. ancestors를 사용할 수 있음을 기억하십시오. 모든 클래스의 상위 클래스를 검색하는 메서드입니다.

예 :

Fixnum.ancestors - Fixnum.included_modules[Fixnum, Integer, Numeric, Object, BasicObject]

이제 이러한 클래스를 테이블 형식으로 살펴보겠습니다.

부동 정밀도

Float Ruby의 클래스는 공식 Ruby 문서에서 "정확하지 않음"으로 설명되어 있습니다.

그 이유는 무엇입니까?

예를 보여드리겠습니다 :

0.2 + 0.1 ==0.3# 거짓

이것이 왜 거짓입니까?

0.2 + 0.1의 결과를 봅시다. :

0.30000000000000004

정확히! 이것이 바로 우리가 부정확성을 의미하는 것입니다.

이것은 float가 저장되는 방식 때문에 발생합니다. 항상 정확한 십진수가 필요한 경우 BigDecimal을 사용할 수 있습니다. 수업.

Float 대 BigDecimal

BigDecimal은 임의의 정밀도 십진수를 제공하는 클래스입니다.

예 :

'bigdecimal'BigDecimal("0.2") + BigDecimal("0.1") ==0.3# true 필요

항상 BigDecimal을 사용하지 않는 이유 그 다음에? 훨씬 느리기 때문입니다!

다음은 벤치마크입니다. :

계산하기 ---------------------------------- bigdecimal 21.559k i/100ms float 79.336k i/ 100ms-------------------------------------------------- bigdecimal 311.721k(± 7.4%) i/s - 1.552M float 3.817M(±11.7%) i/s - 18.803M비교:float:3817207.2 i/s bigdecimal:311721.2 i/s -x 더 느림 

 BigDecimal Float보다 12배 느립니다. , 그리고 이것이 기본값이 아닌 이유입니다 🙂
 
픽스넘 대 빅넘
 

 이 섹션에서는 Fixnum 간의 차이점을 살펴보고자 합니다. 및 Bignum 루비 2.4 이전.
 

 몇 가지 코드부터 시작하겠습니다. :
 
1.class# Fixnum100000000000.class# 빅넘
 

 Ruby는 올바른 클래스를 생성하고 자동으로 Fixnum을 승격합니다. Bignum으로 필요할 때.
 <블록 인용> 

 참고 :Bignum을 얻으려면 더 큰 숫자가 필요할 수 있습니다. 64비트 Ruby 인터프리터가 있는 경우 개체.
  

 왜 다른 수업이 필요한가요? 대답은 더 큰 숫자로 작업하려면 다른 구현이 필요하고 큰 숫자로 작업하는 것이 더 느리기 때문에 Float와 비슷한 상황이 발생한다는 것입니다. 대 BigDecimal .
 
픽스넘의 특수 속성
 

 Fixnum 클래스에도 몇 가지 특별한 속성이 있습니다. 예를 들어 개체 ID는 공식을 사용하여 계산됩니다.
 
1.object_id# 320.object_id# 41
 

 공식은 다음과 같습니다. (number * 2) + 1 .
 

 그러나 Fixnum을 사용할 때 이것에 더 많은 것이 있습니다. 생성되는 객체가 전혀 없습니다. Fixnum에 저장할 데이터가 없습니다. , 값이 개체 ID 자체에서 파생되기 때문입니다.
 

 이것은 구현 세부 사항일 뿐이지만 알고 보면 재미있을 것 같아요 🙂
 

 MRI(Matz의 Ruby Interpreter)는 다음 두 매크로를 사용하여 값과 객체 ID 사이를 변환합니다.
 
INT2FIX(i) ((VALUE)(((SIGNED_VALUE)(i))<<1 | FIXNUM_FLAG))FIX2LONG(x) ((long)RSHIFT((SIGNED_VALUE)(x),1))
 

 여기서 일어나는 일은 모든 비트를 왼쪽이나 오른쪽으로 이동하는 "비트 시프팅"이라고 합니다.
 

 한 위치를 왼쪽으로 이동하는 것은 2를 곱하는 것과 동일하므로 공식이 (number * 2) + 1입니다. . +1은 FIXNUM_FLAG에서 옵니다. .
 

 대조적으로, Bignum 일반 클래스처럼 작동하고 일반 개체 ID를 사용합니다.
 
111111111111111.object_id# 23885808
 

 이 모든 의미는 Fixnum 객체는 인터프리터 수준에서 작동하는 방식 면에서 기호에 더 가깝지만 Bignum 개체가 문자열에 더 가깝습니다.
 
2.4의 정수
 

 Ruby 2.4부터 Fixnum 및 Bignum은 더 이상 사용되지 않지만 그 뒤에서는 여전히 동일한 방식으로 작동합니다.
 

 Ruby는 자동으로 한 유형에서 다른 유형으로 전환합니다.
 

 클래스 변경 없이 .
 

 이는 작은 Integer 숫자는 여전히 Fixnum과 같은 방식으로 작동합니다. .
 
요약
 

 이 게시물에서는 Ruby에 존재하는 다양한 숫자 관련 클래스에 대해 배웠습니다.
 

 float가 부정확하고 BigDecimal을 사용할 수 있다는 것을 배웠습니다. 정확도가 성능보다 훨씬 더 중요하다면. 또한 Fixnum 객체는 인터프리터 수준에서 특별하지만 Bignum s는 그냥 일반 개체입니다.
 

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