Max Int у Python: розуміння максимальних цілочисельних обмежень

Працюючи з цілими числами в Python, ви повинні знати максимальне значення, яке може обробляти ваш код. Це залежатиме від того, чи використовуєте ви Python 2 чи Python 3.

Python 2 має константу Max Int ( sys.maxint ), яка визначає максимальне ціле значення. У Python 3 скасовано максимальне обмеження на кількість цілих чисел і він обмежений лише системними ресурсами, на яких працює код.

Ця стаття . Ви дізнаєтеся, як отримати доступ і використовувати обмеження в Python 2 і 3 за допомогою зразка коду. Ви також дізнаєтеся, як уникнути помилок і перевантаження пам'яті великими числами.

Давайте розпочнемо!

Зміст

• Коротке пояснення цілих чисел у Python
• Python 2 проти Python 3
  • Цілі числа в Python 2
  • Цілі числа в Python 3
• Python Max Int: що це таке і чому це важливо
• Як використовувати Sys.MaxInt у Python 2
• Як використовувати Sys.MaxSize у Python 3
• Як знайти максимальне ціле число в структурі даних
• 3 поради щодо уникнення проблем із максимальним цілим числом
  • Порада 1. Виберіть відповідні типи даних
  • Порада 2. Використовуйте ефективні методи програмування
  • Порада 3: відстежуйте використання пам’яті
• Заключні думки

Коротке пояснення цілих чисел у Python

Математичні цілі числа — це цілі числа, які можуть бути позитивними, негативними або нульовими. Вони мають необмежену точність, а це означає, що вони можуть рости настільки, наскільки здатна пам’ять системи.

Ці три числа є цілими:

• 99

• -923,230,101,493

• 0

Навпаки, числа з плаваючою точкою представляють дійсні числа та записуються з десятковою комою. Поплавок також може бути виражений у науковій нотації. Ось приклади поплавців:

• 3.14

• -0,5

• 1.23e-4

Python 2 проти Python 3

Однією з головних змін від Python 2 до Python 3 була обробка цілих чисел. Зараз більшість розробників працюватимуть із Python 3, але ви можете зустріти старіший код, який працює з великими цілими числами. Корисно зрозуміти відмінності між двома версіями.

Цілі числа в Python 2

Python 2 має два типи чисел, які можуть представляти цілі числа: int і long . Тип int обмежений максимальними та мінімальними значеннями, які він може зберігати. Максимум доступний з константою sys.maxint .

Тип long може зберігати числа, більші за максимальний розмір цілого числа. Якщо операція над значеннями plain int створює значення над sys.maxint , інтерпретатор автоматично перетворює тип даних на long.

Цілі числа в Python 3

Python 3 не має цього обмеження розміру. Константу maxint було видалено з модуля sys у Python 3 під час об’єднання типів даних int і long.

Звичайний тип int у Python 3 є необмеженим, що означає, що він може зберігати будь-яке ціле число без потреби в окремому довгому цілому типі.

Це робить програмістів більш простими для роботи з цілими числами, не турбуючись про максимально можливе значення або перемикання між int і long.

Python Max Int: що це таке і чому це важливо

Python max int відноситься до максимального цілого значення, яке може обробити інтерпретатор Python.

Деякі мови, такі як C або Java, мають фіксований максимальний розмір для цілих чисел на основі 32- або 64-бітного сховища. Python відрізняється тим, що він динамічно регулює кількість бітів на основі значення, яке потрібно зберегти.

Цілі числа Python можуть продовжувати збільшуватись у розмірі, доки ваша машина має пам’ять для їх підтримки. Це називається «довільною точністю».

Це не означає, що Python може обробляти нескінченні числа! Завжди існує практична межа, оскільки пам'ять системи обмежена.

Однак ця межа, як правило, настільки велика, що для більшості практичних застосувань вона може бути нескінченною.

Як використовувати Sys.MaxInt у Python 2

У Python 2 ви можете подивитися на максимальне ціле значення, визначене константою sys.maxint так:

import sys

print("The maximum integer value is: ", sys.maxint)

Константа часто використовується для визначення верхньої межі для циклів. Цей приклад коду гарантує, що індекс не виходить за межі максимального цілого розміру.

import sys

for i in range(sys.maxint):
     # do some stuff

Ви також можете перевірити введення користувача, щоб переконатися, що число не перевищує максимального значення.

Як використовувати Sys.MaxSize у Python 3

Ви можете використовувати sys.maxsize у Python 3 як заміну sys.maxint у Python 2.

Важливо розуміти, що це не є максимальним цілим значенням, яке може обробляти Python 3. Властивість maxsize представляє максимальне значення цілого числа, яке можна використовувати як індекс для вбудованих структур даних Python, таких як списки та рядки.

Це значення залежить від доступної пам’яті, тому воно може змінюватися в різних системах або конфігураціях.

Точне значення sys.maxsize зазвичай становить 2**31 – 1 на 32-розрядній платформі та 2**63 – 1 на 64-розрядній платформі. Це максимальні значення, які можна використовувати для цілих чисел фіксованого розміру на цих платформах.

Ось приклад функції, яка використовує sys.maxsize , щоб уникнути створення настільки великого списку, що він не завершиться через брак пам’яті:

import sys

def create_list(input_number):
     if input_number > sys.maxsize:
          print("the requested size is too large.")
          return

     large_list = [0] * input_number

Не забудьте імпортувати модуль sys перед використанням sys.maxsize . Це не вбудоване ключове слово, а частина модуля sys .

Як знайти максимальне ціле число в структурі даних

У Python 2 і 3 ви можете використовувати max() , щоб знайти найвище значення в ітерованій структурі даних, такій як список, кортеж або .

Ось приклад пошуку найбільшого цілого числа в списку:

numbers = [1, 9999, 35, 820, -5]

max_value = max(numbers)

print(max_value)

Цей приклад коду надрукує число 9999.

Відповідником є ​​функція min(), яка повертає мінімальне значення.

Пошук найбільших значень у діапазоні важливий під час виконання обчислень, таких як лінійна регресія. Якщо дуже великі значення перевищують межі цілих чисел, ви можете зіткнутися з неточностями або помилками в обчисленнях.

3 поради щодо уникнення проблем із максимальним цілим числом

Гнучкість Python дійсно має кілька недоліків.

Операції з великими цілими числами можуть бути повільнішими через накладні витрати на керування довільною точністю.

Великі цілі числа також можуть значно збільшити споживання пам’яті вашою програмою, потенційно призводячи до помилок пам’яті.

Ось три поради, як уникнути проблем:

Порада 1. Виберіть відповідні типи даних

Існує багато сценаріїв, коли точний розмір ваших цілих значень не має вирішального значення. У цьому випадку подумайте про використання меншого типу даних із фіксованим розміром.

Це дозволяє уникнути непотрібного споживання пам’яті та уповільнення роботи програми.

Порада 2. Використовуйте ефективні методи програмування

Пам’ятайте про операції, які обробляють великі цілі числа, і розробляйте алгоритми з урахуванням цього.

Це може включати розбиття обчислень на менші частини або використання наближених значень, де точна точність великого числа не потрібна.

Порада 3: відстежуйте використання пам’яті

Слідкуйте за використанням пам’яті вашою програмою Python і оптимізуйте свій код, щоб зменшити обсяг пам’яті.

Це може включати видалення великих змінних, коли вони більше не потрібні, або використання інструментів чи бібліотек, призначених для ефективної обробки великих наборів даних.

Заключні думки

Розуміння максимального цілого значення, яке може обробляти ваш код Python, є важливим для написання надійних і ефективних програм. У цій статті досліджено концепцію як у Python 2, так і в Python 3.

Ви дізналися, як отримати доступ і використовувати ці максимальні цілі значення в обох версіях Python. Незалежно від того, чи працюєте ви з Python 2 чи 3, запам’ятайте наші поради щодо оптимізації коду, щоб уникнути перевантаження пам’яті.

Озброївшись цими знаннями, ви добре споряджені, щоб використовувати всю потужність можливостей обробки цілих чисел Python!