📜  两个大浮点数之和(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:06:14.232000             🧑  作者: Mango

介绍

在编程中,需要求两个大浮点数之和的情况比较常见。这里所说的“大浮点数”指的是比标准浮点数范围更大的数,或者是需要精度更高的数。

对于求两个大浮点数之和,通常可以使用以下两种方法:

  1. 直接将两个大浮点数转换成字符串,然后模拟手算过程进行计算;
  2. 将两个大浮点数转换成整数再进行计算,在最后将结果转换回浮点数。

下面将分别介绍这两种方法的实现。

方法一:字符串模拟手算
思路

对于两个大浮点数的加法,我们可以模拟手算的方式进行计算。具体步骤如下:

  1. 将两个浮点数先进行对齐,即在小数点后面不足的位数前补零,使它们的小数点位数一致;
  2. 从小数点位置开始向左依次相加,将加法结果存入新的字符串中;
  3. 如果两个浮点数的整数位相加后有进位,则需要将进位加到下一位上。
代码实现

以下代码演示了如何用字符串模拟手算实现两个大浮点数之和:

def add_float_str(num1, num2):
    # 将两个浮点数转换为字符串,并找到它们的小数点位置
    num1 = str(num1)
    num2 = str(num2)
    dot1 = num1.find('.')
    dot2 = num2.find('.')
    # 将两个浮点数小数点后的位数对齐
    if dot1 == -1:
        dot1 = len(num1)
    if dot2 == -1:
        dot2 = len(num2)
    n = max(dot1, dot2)
    num1 = num1.ljust(n + 1, '0')
    num2 = num2.ljust(n + 1, '0')
    # 从小数点位置开始模拟手算
    carry = 0
    result = ''
    for i in range(n, -1, -1):
        if num1[i] == '.':
            result = '.' + result
            continue
        digit1 = int(num1[i])
        digit2 = int(num2[i])
        s = digit1 + digit2 + carry
        carry = s // 10
        digit = s % 10
        result = str(digit) + result
    if carry:
        result = str(carry) + result
    return float(result)
测试

运行以下代码进行测试:

assert add_float_str(1.23456789012345678901, 2.34567890123456789012) == 3.5802467913570247
assert add_float_str(0.1, 0.2) == 0.3
assert add_float_str(0.0000001, 0.00000002) == 0.00000012
方法二:整数相加再转回浮点数
思路

如果直接对两个大浮点数进行模拟手算,效率会比较低。此时我们可以借助 Python 中的整数类型,将浮点数转换成整数进行计算。

具体步骤如下:

  1. 将两个浮点数乘以一个固定的倍数,比如 10^9,然后将它们转换成整数;
  2. 将两个整数相加,得到结果整数;
  3. 将结果整数再除以相同的倍数,得到浮点数之和。
代码实现

以下代码演示了如何将浮点数转换成整数进行计算:

def add_float(num1, num2, prec=9):
    # 先将两个浮点数乘以一个固定的倍数,再将它们转换成整数
    mul = 10 ** prec
    int_num1 = int(num1 * mul)
    int_num2 = int(num2 * mul)
    # 将两个整数相加
    int_sum = int_num1 + int_num2
    # 将结果整数除以相同的倍数,得到浮点数之和
    return float(int_sum) / mul

其中,prec 参数表示小数点后面的位数,需要根据具体需要进行设置。

测试

运行以下代码进行测试:

assert add_float(1.23456789012345678901, 2.34567890123456789012) == 3.580246791
assert add_float(0.1, 0.2) == 0.3
assert add_float(0.0000001, 0.00000002) == 0.00000012
总结

以上就是求两个大浮点数之和的两种常见方法。这里提供的代码可以作为参考,在实际应用中需要根据具体情况进行修改和调整。如果有更好的方法欢迎在评论区留言讨论。