GO语言入门：常用数学函数2

14.6 大型数值

math/big 包中公开了一些实用 API，用于表示大型整数值和浮点数值。当底子类型无法容纳要使用的数值时，应改用 big 包中提供的新类型。比方 Int、Float 等。
14.6.1 大型整数值之间的运算

若盼望让下面两个整数值完成加、减法运算，如许编写代码会发生错误。

1. var (
2.     a uint64 = 8000006554217002143024
3.     b uint64 = 6676225236988563328930
4. )
5. c1 := a + b
6. c2 := a - b
7. fmt.Printf("%d + %d = %d\n", a, b, c1)
8. fmt.Printf("%d - %d = %d\n", a, b, c2)

复制代码

运行步伐会得到如下的错误信息：

1. constant 8000006554217002143024 overflows uint64
2. constant 6676225236988563328930 overflows uint64

复制代码

原因是数值太大，已经凌驾uint64类型的有效范围。
解决方案只能使用 big 包中的 Int 类型。下面的代码将重新实现上述两个整数举行加、减运算的功能。

1. // 两个整数值的字符串形式
2. var (
3.     num1 = "8000006554217002143024"
4.     num2 = "6676225236988563328930"
5. )
6. // 实例化 Int 对象，使用指针类型（*Int）
7. var bigInt1 = new(big.Int)
8. var bigInt2 = new(big.Int)
9. // 将两个字符串表示的值设置到 Int 对象中
10. bigInt1.SetString(num1, 10)
11. bigInt2.SetString(num2, 10)
12. // 进行加法运算
13. var res1 = new(big.Int)
14. res1.Add(bigInt1, bigInt2)
15. fmt.Printf("%d + %d = %d\n", bigInt1, bigInt2, res1)
16. // 进行减法运算
17. var res2 = new(big.Int)
18. res2.Sub(bigInt1, bigInt2)
19. fmt.Printf("%d - %d = %d\n", bigInt1, bigInt2, res2)

复制代码

由于底子的整数类型（比方 int64、uint64）均无法容纳两个大型整数值，所以只能用字符串来表示。

1. num1 = "8000006554217002143024"
2. num2 = "6676225236988563328930"

复制代码

然后，调用 Int 实例的 SetString 方法将整数值设置到 Int 实例中。如果要设置的值未超出底子类型的有效范围，是可以使用 SetInt64 和 SetUint64 方法的。
两个大型整数值举行加减运算后，其结果也是大型数值，因此也需要使用 Int 对象来存储盘算结果。加法运算调用 Add 方法，减法运算调用Sub方法。

1. res1.Add(bigInt1, bigInt2)
2. res2.Sub(bigInt1, bigInt2)

复制代码

运行上述步伐，将得到以下盘算结果：

1. 8000006554217002143024 + 6676225236988563328930 = 14676231791205565471954
2. 8000006554217002143024 - 6676225236988563328930 = 1323781317228438814094

复制代码

big 包中的类型对象一般会使用指针类型（如 *Int、 *Float 等）。一方面，指针类型仅引用对象的地址，包管在调用各种方法（如上面用到的 Add 方法）过程中所传递的都是唯一的实例；另一方面，这些类型实例存储的数值很大，占用内存空间也比较多，不适宜频繁复制（非指针类型变量在赋值时会复制对象，而指针类型变量仅复制对象的内存地址）。
14.6.2 阶乘运算

阶乘的盘算结果往往较大，极有可能超出底子整数类型的范围，因此使用big.Int类型来存储阶乘运算的结果较为合适。
big.Int 类型是可以直接举行阶乘运算的，因为它有一个名为 MulRange 的方法，其签名如下：

1. func MulRange(a int64, b int64) *Int

复制代码

它的功能是产生[a, b]范围内的所有整数的积（包含 a 和 b）。运用这个方法便可以轻松完成阶乘运算，即将求积的整数范围设定在 [1, n] 或 [2, n]。比方，要求 5 的阶乘，可以如许调用方法：

1. MulRange(1, 5)
2. 或者
3. MulRange(2, 5)

复制代码

下面的示例分别求 30 和 50 的阶乘。

1. var c = new(big.Int)
2. // 求 30 的阶乘
3. c.MulRange(1, 30)
4. fmt.Printf("30! = %d\n", c)
5. // 求 50 的阶乘
6. c.MulRange(1, 50)
7. fmt.Printf("50! = %d\n", c)

复制代码

盘算结果如下：

1. 30! = 265252859812191058636308480000000
2. 50! = 304140932017133780436126081660647688443776415689605120000000000000

复制代码

14.6.3 使用大型浮点数值

big 包中的 Float 类型与 Int 类型相似，专用于存储大型的浮点数值。
下面的代码将创建 Float 对象，并设置一个大型的浮点数值。

1. var strfloat = "0.001234567890234567893456789"
2. var bigFloat = new(big.Float)
3. // 设置精度
4. bigFloat.SetPrec(50)
5. // 设置浮点数值
6. bigFloat.SetString(strfloat)
7. // 打印到屏幕上
8. fmt.Printf("%.50f\n", bigFloat)

复制代码

SetPrec 方法用来设置浮点数值的精度，上述代码中设置为 50。随后调用 SetString 方法将字符串表示的浮点数设置到 Float 对象中。
浮点数值打印结果如下：

1. 0.00123456789023456726950289663591320277191698551178

复制代码

由于二进制运算存在误差，打印出来的数值与原值会有差别。
Float 结构体还定义了一些可举行常见运算的方法。比方，Add 方法支持加法运算，Sub 方法支持减法运算。
下面的示例将演示大型浮点数值的四则运算。
步调 1：定义两个 float64 类型的变量，作为 Float 对象的原始数值。

1. var (
2.     a float64 = 1550.797220660354896132160489549963189232654585896489465456159657
3.     b float64 = 0.0016200166894105953690156
4. )

复制代码

步调 2：创建三个 Float 对象实例。

1. var (
2.     bigFa = new(big.Float)
3.     bigFb = new(big.Float)
4.     bigRes = new(big.Float) // 存放计算结果
5. )

复制代码

步调 3：设置精度。

1. bigFa.SetPrec(100)
2. bigFb.SetPrec(100)
3. bigRes.SetPrec(100)

复制代码

步调 4：设置原始数值。

1. bigFa.SetFloat64(a)
2. bigFb.SetFloat64(b)

复制代码

如果数值很大，凌驾了float64类型的可容纳范围，则可以使用字符串来表示数值，再调用 SetString 方法来设置。
步调 5：完成四则运算。

1. // 加
2. bigRes.Add(bigFa, bigFb)
3. fmt.Printf("%.15f + %.15f = %.15f\n", bigFa, bigFb, bigRes)
5. // 减
6. bigRes.Sub(bigFa, bigFb)
7. fmt.Printf("%.15f - %.15f = %.15f\n", bigFa, bigFb, bigRes)
9. // 乘
10. bigRes.Mul(bigFa, bigFb)
11. fmt.Printf("%.15f * %.15f = %.15f\n", bigFa, bigFb, bigRes)
13. // 除
14. bigRes.Quo(bigFa, bigFb)
15. fmt.Printf("%.15f / %.15f = %.15f\n", bigFa, bigFb, bigRes)

复制代码

步调 6：运行示例，结果如下所示：

1. 1550.797220660354924 + 0.001620016689411 = 1550.798840677044334
2. 1550.797220660354924 - 0.001620016689411 = 1550.795600643665513
3. 1550.797220660354924 * 0.001620016689411 = 2.512317379361341
4. 1550.797220660354924 / 0.001620016689411 = 957272.373054734186086

复制代码

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。