Max Int في Python: فهم حدود العدد الصحيح الأقصى

عند العمل مع الأعداد الصحيحة في Python ، يجب أن تعرف الحد الأقصى للقيمة التي يمكن للكود الخاص بك التعامل معها. سيعتمد هذا على ما إذا كنت تستخدم Python 2 أو Python 3.

يحتوي Python 2 على ثابت Max Int ( sys.maxint ) الذي يحدد الحد الأقصى لقيمة عدد صحيح. أزالت Python 3 الحد الأقصى للأعداد الصحيحة وهي مقيدة فقط بموارد النظام التي يعمل عليها الكود.

تشرح هذه المقالة المفهوم في الإصدارات الأقدم والأحدث من Python . ستتعلم كيفية الوصول إلى الحدود واستخدامها في Python 2 و 3 باستخدام نموذج التعليمات البرمجية. ستتعلم أيضًا كيفية تجنب الأخطاء وحمل الذاكرة بأعداد كبيرة.

هيا بنا نبدأ!

جدول المحتويات

• شرح سريع للأعداد الصحيحة في بايثون
• بايثون 2 مقابل بايثون 3
  • الأعداد الصحيحة في بايثون 2
  • الأعداد الصحيحة في بايثون 3
• بايثون ماكس Int: ما هو ولماذا هو مهم
• كيفية استخدام Sys.MaxInt في Python 2
• كيفية استخدام Sys.MaxSize في Python 3
• كيفية البحث عن العدد الأقصى الصحيح في بنية البيانات
• 3 نصائح لتجنب الحد الأقصى من مشاكل عدد صحيح
  • النصيحة 1: اختر أنواع البيانات المناسبة
  • النصيحة الثانية: استخدم ممارسات البرمجة الفعالة
  • النصيحة 3: تتبع استخدام الذاكرة
• افكار اخيرة

شرح سريع للأعداد الصحيحة في بايثون

الأعداد الصحيحة الرياضية هي أعداد صحيحة يمكن أن تكون موجبة أو سالبة أو صفراً. لديهم دقة غير محدودة ، مما يعني أنها يمكن أن تنمو بحجم ذاكرة النظام التي يمكن التعامل معها.

هذه الأعداد الثلاثة هي أعداد صحيحة:

• 99

• 923،230،101،493

• 0

في المقابل ، تمثل العوامات أعدادًا حقيقية وتتم كتابتها بعلامة عشرية. يمكن أيضًا التعبير عن العوامة بالتدوين العلمي. فيما يلي أمثلة على العوامات:

• 3.14

• -0.5

• 1.23e-4

بايثون 2 مقابل بايثون 3

كان أحد التغييرات الرئيسية من Python 2 إلى Python 3 هو التعامل مع الأعداد الصحيحة. سيعمل معظم المطورين مع Python 3 الآن ، ولكن قد تصادف رمزًا قديمًا يعمل بأعداد صحيحة كبيرة. من المفيد فهم الاختلافات بين النسختين.

الأعداد الصحيحة في بايثون 2

يوجد في Python 2 نوعان من الأرقام التي يمكن أن تمثل الأعداد الصحيحة: int و long . نوع int محدود بالقيم القصوى والدنيا التي يمكنه تخزينها. الحد الأقصى متاح مع نظام sys.maxint الثابت .

يمكن أن يخزن النوع الطويل أعدادًا أكبر من الحد الأقصى لحجم العدد الصحيح. إذا كانت هناك عملية على قيم int العادية تنتج قيمة عبر sys.maxint ، يقوم المترجم تلقائيًا بتحويل نوع البيانات إلى طويل.

الأعداد الصحيحة في بايثون 3

لا يوجد هذا القيد في الحجم في Python 3. تمت إزالة ثابت maxint من وحدة sys في Python 3 عندما تم دمج أنواع البيانات int و long.

نوع int العادي في Python 3 غير محدود ، مما يعني أنه يمكنه تخزين أي قيمة عدد صحيح دون الحاجة إلى نوع عدد صحيح طويل منفصل.

هذا يجعل الأمر أكثر سهولة للمبرمجين للتعامل مع الأعداد الصحيحة دون القلق بشأن أقصى قيمة ممكنة أو التبديل بين int و long.

بايثون ماكس Int: ما هو ولماذا هو مهم

يشير max int في Python إلى الحد الأقصى لقيمة العدد الصحيح التي يمكن لمترجم Python التعامل معها.

تحتوي بعض اللغات مثل C أو Java على حد أقصى ثابت لحجم الأعداد الصحيحة استنادًا إلى سعة تخزين 32 بت أو 64 بت. تختلف Python من حيث أنها تضبط ديناميكيًا عدد البتات بناءً على القيمة المراد تخزينها.

يمكن أن تستمر الأعداد الصحيحة في Python في النمو في الحجم طالما أن جهازك يحتوي على ذاكرة تدعمه. يشار إلى هذا باسم "الدقة التعسفية".

هذا لا يعني أن بايثون يمكنها التعامل مع أعداد لا حصر لها ! هناك دائمًا حد عملي لأن ذاكرة النظام محدودة.

ومع ذلك ، فإن هذا الحد كبير بشكل عام لدرجة أنه بالنسبة لمعظم التطبيقات العملية ، قد يكون أيضًا غير محدود.

كيفية استخدام Sys.MaxInt في Python 2

في Python 2 ، يمكنك إلقاء نظرة على الحد الأقصى لقيمة العدد الصحيح المحددة بواسطة ثابت sys.maxint على النحو التالي:

import sys

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

غالبًا ما يستخدم الثابت لتحديد الحد الأعلى للحلقات. يضمن نموذج الكود هذا أن فهرس الحلقة لا يتجاوز الحد الأقصى لحجم العدد الصحيح.

import sys

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

يمكنك أيضًا التحقق من إدخال المستخدم للتأكد من أن الرقم لا يتجاوز القيمة القصوى.

كيفية استخدام Sys.MaxSize في Python 3

يمكنك استخدام sys.maxsize في Python 3 كبديل لنظام sys.maxint في Python 2.

من المهم أن نفهم أن هذا لا يمثل الحد الأقصى لقيمة العدد الصحيح التي يمكن لبايثون 3 التعامل معها. تمثل خاصية maxsize القيمة القصوى لعدد صحيح يمكن استخدامه كمؤشر لهياكل البيانات المضمنة في Python ، مثل القوائم والسلاسل.

تعتمد هذه القيمة على الذاكرة المتاحة ، لذلك قد تتغير بين الأنظمة أو التكوينات المختلفة.

عادةً ما تكون القيمة الدقيقة لـ sys.maxsize هي 2 ** 31-1 على نظام أساسي 32 بت و 2 ** 63 - 1 على نظام أساسي 64 بت. هذه هي القيم القصوى التي يمكن استخدامها للأعداد الصحيحة ذات الحجم الثابت على تلك الأنظمة الأساسية.

فيما يلي مثال على دالة تستخدم sys.maxsize لتجنب إنشاء قائمة كبيرة جدًا لدرجة أنها ستفشل بسبب نقص الذاكرة:

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

تذكر استيراد وحدة sys قبل استخدام sys.maxsize . إنها ليست كلمة رئيسية مضمنة ولكنها جزء من وحدة النظام .

كيفية البحث عن العدد الأقصى الصحيح في بنية البيانات

في Python 2 و 3 ، يمكنك استخدام الدالة max () للعثور على أعلى قيمة في بنية بيانات قابلة للتكرار مثل قائمة أو مجموعة أو مجموعة .

فيما يلي مثال لإيجاد أكبر عدد صحيح في قائمة:

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

max_value = max(numbers)

print(max_value)

سيقوم نموذج التعليمات البرمجية هذا بطباعة الرقم 9999.

المقابل هو الدالة min () التي تُرجع القيمة الدنيا.

يعد العثور على أكبر القيم داخل النطاق أمرًا مهمًا عند إجراء عمليات حسابية مثل الانحدار الخطي. إذا تجاوزت القيم الكبيرة جدًا حدود الأعداد الصحيحة ، فقد تتعرض لعدم الدقة أو الأخطاء في الحسابات.

3 نصائح لتجنب الحد الأقصى من مشاكل عدد صحيح

تجلب مرونة بايثون العديد من العيوب.

يمكن أن تكون العمليات التي تنطوي على أعداد صحيحة كبيرة أبطأ بسبب النفقات العامة لإدارة الدقة التعسفية.

يمكن أن تؤدي الأعداد الصحيحة الكبيرة أيضًا إلى زيادة استهلاك الذاكرة لبرنامجك بشكل كبير ، مما قد يؤدي إلى حدوث أخطاء في الذاكرة.

فيما يلي ثلاث نصائح لتجنب المشاكل:

النصيحة 1: اختر أنواع البيانات المناسبة

هناك العديد من السيناريوهات عندما لا يكون الحجم الدقيق لقيم الأعداد الصحيحة أمرًا بالغ الأهمية. ضع في اعتبارك استخدام نوع بيانات أصغر حجمًا ثابتًا عندما تكون هذه هي الحالة.

يؤدي ذلك إلى تجنب استهلاك الذاكرة بلا داع وإبطاء تطبيقك.

النصيحة الثانية: استخدم ممارسات البرمجة الفعالة

كن على دراية بالعمليات التي تتعامل مع أعداد صحيحة كبيرة وخوارزميات التصميم مع وضع ذلك في الاعتبار.

قد يتضمن ذلك تقسيم الحسابات إلى أجزاء أصغر أو استخدام تقديرات تقريبية حيث لا تكون الدقة الدقيقة لعدد كبير ضرورية.

النصيحة 3: تتبع استخدام الذاكرة

تتبع استخدام الذاكرة لبرنامج Python الخاص بك وتحسين التعليمات البرمجية لتقليل أثر الذاكرة.

قد يشمل ذلك حذف المتغيرات الكبيرة عندما لا تكون هناك حاجة إليها ، أو استخدام أدوات أو مكتبات مصممة للتعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة بكفاءة.

افكار اخيرة

يعد فهم الحد الأقصى لقيمة العدد الصحيح التي يمكن أن يتعامل معها كود Python أمرًا ضروريًا لكتابة برامج قوية وفعالة. استكشف هذا المقال المفهوم في كل من Python 2 و Python 3.

لقد تعلمت كيفية الوصول إلى هذه القيم القصوى للأعداد الصحيحة واستخدامها في كلا إصداري بايثون. سواء كنت تعمل مع Python 2 أو 3 ، تذكر نصائحنا حول تحسين التعليمات البرمجية الخاصة بك لتجنب الحمل الزائد على الذاكرة.

مسلحًا بهذه المعرفة ، فأنت مجهز جيدًا لتسخير القوة الكاملة لقدرات معالجة الأعداد الصحيحة في Python!