Max Int in Python: Maximale Ganzzahlgrenzen verstehen

Wenn Sie in Python mit Ganzzahlen arbeiten, sollten Sie den Maximalwert kennen, den Ihr Code verarbeiten kann. Dies hängt davon ab, ob Sie Python 2 oder Python 3 verwenden.

Python 2 verfügt über eine Max Int-Konstante ( sys.maxint ), die den maximalen Ganzzahlwert definiert. Python 3 hat die Höchstgrenze für Ganzzahlen entfernt und wird nur durch die Systemressourcen eingeschränkt, auf denen der Code ausgeführt wird.

In diesem Artikel wird das Konzept in den älteren und neueren Versionen von Python erläutert . Mithilfe von Beispielcode erfahren Sie, wie Sie auf die Grenzwerte in Python 2 und 3 zugreifen und diese nutzen. Außerdem erfahren Sie, wie Sie Fehler und Speicherüberlastung bei großen Zahlen vermeiden.

Lass uns anfangen!

Inhaltsverzeichnis

• Schnelle Erklärung von Ganzzahlen in Python
• Python 2 im Vergleich zu Python 3
  • Ganzzahlen in Python 2
  • Ganzzahlen in Python 3
• Pythons Max Int: Was es ist und warum es wichtig ist
• So verwenden Sie Sys.MaxInt in Python 2
• So verwenden Sie Sys.MaxSize in Python 3
• So finden Sie die maximale Ganzzahl in einer Datenstruktur
• 3 Tipps zur Vermeidung von Problemen mit der maximalen Ganzzahl
  • Tipp 1: Wählen Sie geeignete Datentypen
  • Tipp 2: Nutzen Sie effiziente Programmierpraktiken
  • Tipp 3: Verfolgen Sie die Speichernutzung
• Abschließende Gedanken

Schnelle Erklärung von Ganzzahlen in Python

Mathematische ganze Zahlen sind ganze Zahlen, die positiv, negativ oder Null sein können. Sie verfügen über eine unbegrenzte Präzision, was bedeutet, dass sie so groß werden können, wie der Systemspeicher verarbeiten kann.

Diese drei Zahlen sind ganze Zahlen:

• 99

• -923.230.101.493

• 0

Im Gegensatz dazu stellen Floats reelle Zahlen dar und werden mit einem Dezimalpunkt geschrieben. Ein Float kann auch in wissenschaftlicher Notation ausgedrückt werden. Hier sind Beispiele für Floats:

• 3.14

• -0,5

• 1.23e-4

Python 2 im Vergleich zu Python 3

Eine der größten Änderungen von Python 2 zu Python 3 betraf die Handhabung von Ganzzahlen. Die meisten Entwickler werden jetzt mit Python 3 arbeiten, aber möglicherweise stoßen Sie auf älteren Code, der mit großen Ganzzahlen funktioniert. Es ist hilfreich, die Unterschiede zwischen den beiden Versionen zu verstehen.

Ganzzahlen in Python 2

Python 2 verfügt über zwei numerische Typen, die Ganzzahlen darstellen können: int und long . Der Typ int ist durch die maximalen und minimalen Werte begrenzt, die er speichern kann. Das Maximum steht mit der Konstante sys.maxint zur Verfügung .

Der Long-Typ kann größere Zahlen als die maximale Ganzzahlgröße speichern. Wenn eine Operation mit einfachen int-Werten einen Wert über sys.maxint erzeugt , konvertiert der Interpreter den Datentyp automatisch in long.

Ganzzahlen in Python 3

In Python 3 gibt es diese Größenbeschränkung nicht. Die Maxint- Konstante wurde aus dem sys- Modul in Python 3 entfernt, als die Datentypen int und long zusammengeführt wurden.

Der Typ „plain int“ in Python 3 ist unbegrenzt, was bedeutet, dass er jeden ganzzahligen Wert speichern kann, ohne dass ein separater langer ganzzahliger Typ erforderlich ist.

Dies macht es für Programmierer einfacher, mit Ganzzahlen umzugehen, ohne sich Gedanken über den maximal möglichen Wert machen oder zwischen int und long wechseln zu müssen.

Pythons Max Int: Was es ist und warum es wichtig ist

Pythons max int bezieht sich auf den maximalen ganzzahligen Wert, den ein Python-Interpreter verarbeiten kann.

Einige Sprachen wie C oder Java haben eine feste maximale Größe für Ganzzahlen basierend auf 32-Bit- oder 64-Bit-Speicher. Der Unterschied zu Python besteht darin, dass es die Anzahl der Bits basierend auf dem zu speichernden Wert dynamisch anpasst.

Die Größe der Ganzzahlen in Python kann weiter zunehmen, solange Ihr Computer über Speicher zur Unterstützung verfügt. Dies wird als „willkürliche Präzision“ bezeichnet.

Das bedeutet nicht, dass Python mit unendlichen Zahlen umgehen kann! Es gibt immer eine praktische Grenze, da der Speicher des Systems endlich ist.

Allerdings ist diese Grenze im Allgemeinen so groß, dass sie für die meisten praktischen Anwendungen genauso gut unendlich sein könnte.

So verwenden Sie Sys.MaxInt in Python 2

In Python 2 können Sie den durch die sys.maxint- Konstante definierten maximalen Ganzzahlwert wie folgt betrachten:

import sys

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

Die Konstante wird häufig verwendet, um die Obergrenze für Schleifen zu definieren. Dieser Beispielcode stellt sicher, dass der Schleifenindex die maximale Ganzzahlgröße nicht überschreitet.

import sys

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

Sie können auch die Benutzereingabe überprüfen, um sicherzustellen, dass eine Zahl den Maximalwert nicht überschreitet.

So verwenden Sie Sys.MaxSize in Python 3

Sie können sys.maxsize in Python 3 als Ersatz für sys.maxint in Python 2 verwenden.

Es ist wichtig zu verstehen, dass dies nicht den maximalen ganzzahligen Wert darstellt, den Python 3 verarbeiten kann. Die Eigenschaft „maxsize“ stellt den Maximalwert einer Ganzzahl dar, die als Index für die in Python integrierten Datenstrukturen wie Listen und Zeichenfolgen verwendet werden kann.

Dieser Wert hängt vom verfügbaren Speicher ab und kann sich daher zwischen verschiedenen Systemen oder Konfigurationen ändern.

Der genaue Wert von sys.maxsize beträgt normalerweise 2**31 – 1 auf einer 32-Bit-Plattform und 2**63 – 1 auf einer 64-Bit-Plattform. Dies sind die Maximalwerte, die auf diesen Plattformen für Ganzzahlen fester Größe verwendet werden können.

Hier ist ein Beispiel für eine Funktion, die sys.maxsize verwendet , um zu vermeiden, dass eine Liste erstellt wird, die so groß ist, dass sie aufgrund von Speichermangel fehlschlägt:

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

Denken Sie daran, das sys- Modul zu importieren , bevor Sie sys.maxsize verwenden . Es ist kein integriertes Schlüsselwort, sondern Teil des sys- Moduls.

So finden Sie die maximale Ganzzahl in einer Datenstruktur

In Python 2 und 3 können Sie die Funktion max() verwenden , um den höchsten Wert in einer iterierbaren Datenstruktur wie einer Liste, einem Tupel oder einer Menge zu finden .

Hier ist ein Beispiel für die Suche nach der größten Ganzzahl in einer Liste:

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

max_value = max(numbers)

print(max_value)

Dieser Beispielcode gibt die Zahl 9999 aus.

Das Gegenstück ist die Funktion min(), die den Minimalwert zurückgibt.

Bei Berechnungen wie der linearen Regression ist es wichtig, die größten Werte innerhalb eines Bereichs zu ermitteln. Wenn sehr große Werte die Ganzzahlgrenzen überschreiten, kann es zu Ungenauigkeiten oder Fehlern bei den Berechnungen kommen.

3 Tipps zur Vermeidung von Problemen mit der maximalen Ganzzahl

Die Flexibilität von Python bringt mehrere Nachteile mit sich.

Operationen mit großen Ganzzahlen können aufgrund des Mehraufwands für die Verwaltung willkürlicher Genauigkeit langsamer sein.

Große Ganzzahlen können außerdem den Speicherverbrauch Ihres Programms erheblich erhöhen und möglicherweise zu Speicherfehlern führen.

Hier sind drei Tipps zur Vermeidung von Problemen:

Tipp 1: Wählen Sie geeignete Datentypen

Es gibt viele Szenarien, in denen die genaue Größe Ihrer ganzzahligen Werte nicht entscheidend ist. Erwägen Sie in diesem Fall die Verwendung eines kleineren Datentyps mit fester Größe.

Dadurch wird vermieden, dass unnötig Speicher verbraucht und Ihre Anwendung verlangsamt wird.

Tipp 2: Nutzen Sie effiziente Programmierpraktiken

Achten Sie auf Operationen, die große Ganzzahlen verarbeiten, und entwerfen Sie Algorithmen unter diesem Gesichtspunkt.

Dies könnte bedeuten, dass Berechnungen in kleinere Teile zerlegt werden oder Näherungen verwendet werden, bei denen die genaue Genauigkeit einer großen Zahl nicht erforderlich ist.

Tipp 3: Verfolgen Sie die Speichernutzung

Verfolgen Sie die Speichernutzung Ihres Python-Programms und optimieren Sie Ihren Code, um den Speicherbedarf zu reduzieren.

Dazu könnte das Löschen großer Variablen gehören, wenn sie nicht mehr benötigt werden, oder die Verwendung von Tools oder Bibliotheken, die für die effiziente Verarbeitung großer Datensätze konzipiert sind.

Abschließende Gedanken

Um robuste und effiziente Programme zu schreiben, ist es wichtig, den maximalen Ganzzahlwert zu kennen, den Ihr Python-Code verarbeiten kann. In diesem Artikel wurde das Konzept sowohl in Python 2 als auch in Python 3 untersucht.

Sie haben gelernt, wie Sie in beiden Python-Versionen auf diese maximalen Ganzzahlwerte zugreifen und diese nutzen können. Unabhängig davon, ob Sie mit Python 2 oder 3 arbeiten, denken Sie an unsere Tipps zur Optimierung Ihres Codes, um eine Speicherüberlastung zu vermeiden.

Mit diesem Wissen sind Sie bestens gerüstet, um die volle Leistungsfähigkeit der Integer-Verarbeitungsfunktionen von Python auszuschöpfen!