Ruby数值类型：是和不是

在大多数编程语言中，我们拥有各种数字类型。 Ruby为我们提供了5种不同的选择：

• 固定编号
• 比格纳姆
• 合理的
• 浮动
• 大十进制

为什么？

作为世界上的所有事物，我们通常根据其特征将数字分为不同的集合。 最常见的-可能是您在开发软件时接触的所有对象-以下是： 自然数 ， 整数 ， 有理数和无理数 。

整数

自然数是指以1开头并保持加1的自然数。因此，1、2、3、4、5，…。 整数是相同的数字，但也包括相反方向的相同求和，即0，-1，-2，-3，-4，…。 Ruby对此集合有一个表示形式：抽象类Integer。 它的具体兄弟是Fixnum和Bignum。

  > 10.class 
  => Fixnum 

当您将Integer文字（看起来像Integer的东西）提供给解释器时，该语言将尝试将其适合Fixnum实例。

但是有时候这不可能发生。 我们有内存限制，因为Ruby不允许Fixnum大于本地机器字[1]（这在处理器之间会有所不同）。

  >整数= 2 **（1.size * 8-2）-1 
  => 4611686018427387903 
  > integer.class 
  => Fixnum 
  >整数=（整数+ 1）.class 
  => Bignum 
  >（-整数-2）.class 
  => Bignum 

处理大于四百亿个基数的数字不是日常工作，因此使用Fixnum应该没问题。 如果将变量的值更改为超出支持范围（大于或小于）的数字，Ruby将负责释放用于保存该值的内存并将其存储在其他位置。 最后一个将被视为无限分配，因此您可以将其用于基本上可以得出的任何整数。

[1]：Ruby核心团队已经在努力定义一种更简单的方法来获取适合Fixnum对象的最大和最小数量。 看一看： https : //bugs.ruby-lang.org/issues/7517

做和不做

几乎不会指望数字超出Fixnum的范围，或者您的语言或数据库提供的Integer的任何较小类型。 如果您使用的是Ruby，只需让它负责实例化并以最有效的方式使用它。 在Fixnum和Bignum之间执行操作会正常工作，并且（之后）将测试使用更简单的类进行计算结果的可能性。 换句话说，例如，将两个Bignum相减可能会导致Fixnum。

另外，在Ruby中使用Integer文字时，您可以在数字之间任意添加下划线。 129_990比129990更容易理解。

合理性

不幸与否，我们不能仅用整数表示所有内容。 取整数1并除以2。您可以用两种不同的方式查看结果：简单地1/2（作为有效操作，但不适合整数集）或0.5。 由于可以用比率或整数之间的除法完美表示，所以它们都称为“ 有理数 ”。

Ruby确实通过Rational类提供了一种表示和执行Rational数字之间的计算的方法。 与Fixnum / Bignum相比，Ruby将始终假设您在使用Integers和Rationals调用数学函数后期望使用Rational实例。

  >理性（1、2） 
  =>（1/2） 
  >理性= Rational（1，2）+ Rational（1，2） 
  =>（1/1） 
  >合理类 
  =>理性 
  > Rational.to_i 
  => 1 

有理数也可以假定与无理数相同的“ Ruby形式”。

做和不做

当对获得精确结果极为重要，但您不知道要处理的数字形式时，使用Rational类特别有用。 如果可能出现不适合Integer的内容，请使用Rational类。

  > 0.5r 
  =>（1/2） 

如果您要使用硬编码的推理，Ruby也可以帮助您使用文字。 用十进制形式写数字（带点的数字）并附加r。

当在可读性和精度方面的问题不太重要时，请不要使用它。 如果不确定它是否正确，请假设它为真，然后再进行修复。 您的代码可以修改，但精度可能会导致数据永久丢失。

非理性

并非所有数字都可以用比率表示。 但是，同样的道理给我们带来了好消息：没关系。 在计算pi的值时，我们通常不需要超过两个小数位（即使实际pi具有无限大）。

  >数学：： PI 
  => 3.141592653589793 
  >数学:: PI.class 
 浮动 

为了在Ruby中表示无理数（也包括理性），我们有自己的算术浮点数。

  >（2.0-1.1）== 0.9 
  =>错误 
  >（2.0-1.1） 
  => 0.8999999999999999 
  >（2.0-1.1 + 1.1）== 2.0 
  =>是的 

在这里，即使是经验丰富的软件开发人员也学会了不要问自己那么多。 如果您有耐心，则可以更好地理解IEEE 754中的这组数字。

为什么？？！！！ 如此简单……在哪个世界中，2.0-1.1与0.9会有所不同，并且几乎在每台已知的计算机中都实现了这一功能？

原因是：没关系！ 浮点数，俗称“ Float”（其Ruby表示法的同义词）对任何可能真的很大甚至无限的数都施加了限制，但是您并不十分在乎精度。 供您使用，无论结果是0.8999999999999999还是0.9。 两者都会让您感到高兴，并感谢这个您称为“计算机”的宝贵而又庞大的计算器。

  >浮点= 0.00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000009 
  => 0.0 
  > float.class 
 浮动 
  > float.zero？ 
  =>是的 

使用带点的任何数字作为小数点分隔符，Ruby会以Float实例取悦您。

发生这种情况是因为1985年IEEE定义的标准（以及Ruby在其内部使用的标准）以有限的精度存储数字。 即使您输入10亿小数位，它也不会超过15。

  > 2.0-0.0000000000000006 
  => 1.9999999999999993 

在2.0–0.0000000000000006之类的命令中，您将一个文字用于浮点数2.0，将另一个用于1.1。 第一个将被存储为2 17（2乘以10的平方），另一个将被存储……嗯，问Wolfram | Alpha。 将数字转换为以2为底的数字（从我们以前使用的以10为底的数字）变成了一个很大的问题。 计算是使用两个Float进行的，所以您希望Float返回，对吗？ Ruby将数字四舍五入为您可以接受的数字。 由于最后的4不能精确到小数点后15位，因此决定将4变成3。

如果您需要更高的精度，但仍然不需要像Rational那样精确，那么Ruby会为您提供BigDecimal类。 最后一个（内部）将数字转换为以10000为底的数字（更难于“用尽空间”）和任意精度。

  > BigDecimal（'500e1000'） 
  =>＃ 
  > BigDecimal（'500e1000'）。to_f 
  =>无限 

BigDecimal是唯一没有文字形式的数字类。 它期望您提供一个字符串来初始化一个。 在前面的示例中，我将由500表示的数字提高到1000的幂。 尝试将其转换为Float，我得到了一个全新的东西：Infinity。 Ruby试图使其适应基本精度，但发现超出了范围。 “好的，这似乎是一个有效的数字，但我无法处理。 这超出了我的想象。 甚至不是真正的无限，对于那些粗心的Float来说，它就是如此。

  > 1 / 0.0 
  =>无限 
  > -1 / 0.0 
  =>-无穷大 

超出范围的计算也会发生同样的情况。 “我尽了最大的努力，但这仍然更大。”

  > 0 / 0.0 
  => NaN 
  > Float :: INFINITY / Float :: INFINITY 
  => NaN 
  > 0 *浮点数:: INFINITY 
  => NaN 

为了进行计算，Float甚至不知道如何开始，它从“不是数字”引入了特殊值NaN。

做和不做

如果2.0和1.9999999999999999对您的用户无害，请手握Float，然后在黄砖路上快乐地行走。 否则，如果需要控制舍入，请考虑其他替代方法。 浮点数本身定义了舍入机制，但是将其放在小数点后第n位并不是一件令人愉快的工作。 对于通常总是（仅）保留小数点后两位的货币，您的业务逻辑可以将Integer 1000解释为$ 10.00。