Pythonの整数intと小数floatの違い・使い分け・計算方法

# 任意精度整数の例：非常に大きな数の桁数を確認
n = 10 ** 100  # 1の後ろに0が100個
print("桁数:", len(str(n)))
print("末尾10桁:", str(n)[-10:])  # 表示確認のため末尾だけを見る

# 浮動小数点の分解能（機械イプシロン）を確認
import sys
print(sys.float_info.epsilon)  # 1.0に足しても1.0と区別できる最小の値

a = 10          # int
b = 1_000       # int（桁区切り）
c = 1.5         # float（小数点）
d = 1e-3        # float（指数表記、0.001）
print(type(a), type(b), type(c), type(d))

# 進数リテラルや文字列からの生成
e = 0b1010      # 2進数 -> 10
f = 0o12        # 8進数 -> 10
g = 0xA         # 16進数 -> 10
h = int("FF", 16)  # 文字列16進をintに
print(e, f, g, h)

from decimal import Decimal
from fractions import Fraction

price = Decimal("19.99")
tax_rate = Decimal("0.1")  # 10%
ratio = Fraction(2, 3)

print(price * 3)              # 正確
print(ratio + Fraction(1, 6)) # 2/3 + 1/6 = 5/6

import sys
small_int = 0
big_int = 10 ** 1000
flt = 0.0

print("small int:", sys.getsizeof(small_int))
print("big int  :", sys.getsizeof(big_int))
print("float    :", sys.getsizeof(flt))

print(2 + 3, type(2 + 3))
print(2 * 3.0, type(2 * 3.0))
print(5 / 2, type(5 / 2))          # float
print(2 ** 10, type(2 ** 10))      # int
print(pow(2, 10, 1000))            # 1024 mod 1000

print(7 / 3, 7 // 3, 7 % 3)       # 2.333..., 2, 1
print(-7 / 3, -7 // 3, -7 % 3)    # -2.333..., -3, 2
print(7 / -3, 7 // -3, 7 % -3)    # -2.333..., -3, -2

import math

print(round(2.5), round(3.5))               # 偶数丸め -> 2, 4
print(round(2.675, 2))                      # 二進表現の影響で 2.67
print(math.floor(-2.3), math.ceil(-2.3))    # -3, -2
print(math.trunc(-2.9))                     # -2（ゼロ方向）

def safe_int(s: str):
    try:
        return int(s)
    except ValueError as e:
        return f"ValueError: {e}"

print(int(3.9))              # 小数からのintはゼロ方向切り捨て -> 3
print(float("1e-3"))         # 0.001
print(safe_int("10"))
print(safe_int("10.0"))      # エラー例
print(str(123), str(3.14))   # 数値 -> 文字列

import math
a = 0.1 + 0.2
print(a == 0.3)                                        # しばしばFalse
print(math.isclose(a, 0.3, rel_tol=1e-9, abs_tol=0.0)) # 許容誤差内でTrue

import math
x = float("nan")
y = float("inf")
z = -float("inf")

print(x == x, math.isnan(x))          # NaNは自分とも等しくない
print(y > 1e308, math.isinf(y))       # 無限大
print(math.isfinite(1.23), math.isfinite(y))

s = 0.1 + 0.2
print("repr:", repr(s))
print("17桁表示:", format(s, ".17f"))
print("0.3の17桁:", format(0.3, ".17f"))

from decimal import Decimal, getcontext, ROUND_HALF_UP, ROUND_FLOOR

getcontext().prec = 28  # 演算精度（有効桁数）
price = Decimal("19.99")
qty = Decimal("3")
subtotal = price * qty              # 正確に59.97
tax_rate = Decimal("0.10")
tax = (subtotal * tax_rate).quantize(Decimal("0.01"), rounding=ROUND_HALF_UP)
total = (subtotal + tax).quantize(Decimal("0.01"), rounding=ROUND_HALF_UP)

print("小計:", subtotal)
print("税額:", tax)
print("合計:", total)

# 端数処理の違い（切り捨て）
v = Decimal("1.005")
print("四捨五入:", v.quantize(Decimal("0.01"), rounding=ROUND_HALF_UP))
print("切り捨て :", v.quantize(Decimal("0.01"), rounding=ROUND_FLOOR))

from fractions import Fraction

print(Fraction(1, 3) * 6)                         # 2
print(Fraction("0.1") + Fraction("0.2") == Fraction("0.3"))  # True（正確）
print(Fraction(0.1))                               # 浮動小数点からは近似分数
print(Fraction(0.1).limit_denominator())           # 近い分数に制限

n = 1234567
x = 1234.56789

print(f"{n:,}")         # 千位区切り
print(f"{x:.2f}")       # 小数2桁
print(f"{x:,.3f}")      # 千位区切り + 小数3桁
print(f"{x:.2e}")       # 指数表記
print(f"{0.125:.3%}")   # パーセント

pip install numpy

import numpy as np

a32 = np.array([0.1, 0.2, 0.3], dtype=np.float32)
a64 = np.array([0.1, 0.2, 0.3], dtype=np.float64)

print(a32.dtype, a64.dtype)
print(a32.sum(), a64.sum())  # 近いが等しくないことがある
print(a32.sum() == np.float32(0.6), np.isclose(a32.sum(), np.float32(0.6)))
print(a64.sum() == np.float64(0.6), np.isclose(a64.sum(), np.float64(0.6)))