Max Int in Python: comprensione dei limiti massimi di numeri interi

Quando lavori con numeri interi in Python, dovresti conoscere il valore massimo che il tuo codice può gestire. Questo dipenderà dal fatto che tu stia usando Python 2 o Python 3.

Python 2 ha una costante Max Int ( sys.maxint ) che definisce il valore intero massimo. Python 3 ha rimosso il limite massimo di numeri interi ed è vincolato solo dalle risorse di sistema su cui viene eseguito il codice.

Questo articolo spiega il concetto nelle versioni precedenti e più recenti di Python . Imparerai come accedere e utilizzare i limiti in Python 2 e 3 con codice di esempio. Imparerai anche come evitare errori e sovraccarichi di memoria con numeri grandi.

Iniziamo!

Sommario

• Spiegazione rapida degli interi in Python
• Python 2 contro Python 3
  • Interi in Python 2
  • Interi in Python 3
• Max Int di Python: cos'è e perché è importante
• Come usare Sys.MaxInt in Python 2
• Come usare Sys.MaxSize in Python 3
• Come trovare il numero intero massimo in una struttura dati
• 3 suggerimenti per evitare problemi con il numero massimo di numeri interi
  • Suggerimento 1: scegli i tipi di dati appropriati
  • Suggerimento 2: utilizzare pratiche di programmazione efficienti
  • Suggerimento 3: tenere traccia dell'utilizzo della memoria
• Pensieri finali

Spiegazione rapida degli interi in Python

Gli interi matematici sono numeri interi che possono essere positivi, negativi o zero. Hanno una precisione illimitata, il che significa che possono crescere tanto quanto la memoria del sistema può gestire.

Questi tre numeri sono numeri interi:

• 99

• -923.230.101.493

• 0

Al contrario, i float rappresentano numeri reali e sono scritti con una virgola decimale. Un float può anche essere espresso in notazione scientifica. Ecco alcuni esempi di float:

• 3.14

• -0,5

• 1.23e-4

Python 2 contro Python 3

Uno dei principali cambiamenti da Python 2 a Python 3 è stato nella gestione dei numeri interi. La maggior parte degli sviluppatori ora lavorerà con Python 3, ma potresti incontrare codice precedente che funziona con numeri interi di grandi dimensioni. È utile capire le differenze tra le due versioni.

Interi in Python 2

Python 2 ha due tipi numerici che possono rappresentare numeri interi: int e long . Il tipo int è limitato dai valori massimo e minimo che può memorizzare. Il massimo è disponibile con la costante sys.maxint .

Il tipo lungo può memorizzare numeri più grandi rispetto alla dimensione intera massima. Se un'operazione su valori int semplici produce un valore su sys.maxint , l'interprete converte automaticamente il tipo di dati in long.

Interi in Python 3

Python 3 non ha questa limitazione di dimensione. La costante maxint è stata rimossa dal modulo sys in Python 3 quando i tipi di dati int e long sono stati uniti.

Il tipo int semplice in Python 3 è illimitato, il che significa che può memorizzare qualsiasi valore intero senza la necessità di un tipo intero lungo separato.

Ciò rende più semplice per i programmatori gestire i numeri interi senza preoccuparsi del valore massimo possibile o passare da int a long.

Max Int di Python: cos'è e perché è importante

Il max int di Python si riferisce al valore intero massimo che un interprete Python può gestire.

Alcuni linguaggi come C o Java hanno una dimensione massima fissa per i numeri interi basata su archiviazione a 32 o 64 bit. Python è diverso in quanto regola dinamicamente il numero di bit in base al valore da memorizzare.

Gli interi di Python possono continuare a crescere di dimensioni fintanto che la tua macchina ha memoria per supportarli. Questo è indicato come "precisione arbitraria".

Questo non significa che Python possa gestire numeri infiniti ! C'è sempre un limite pratico perché la memoria del sistema è finita.

Tuttavia, questo limite è generalmente così grande che per la maggior parte delle applicazioni pratiche potrebbe anche essere infinito.

Come usare Sys.MaxInt in Python 2

In Python 2, puoi guardare il valore intero massimo definito dalla costante sys.maxint in questo modo:

import sys

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

La costante viene spesso utilizzata per definire il limite superiore per i cicli. Questo codice di esempio garantisce che l' indice del ciclo non superi la dimensione intera massima.

import sys

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

Puoi anche controllare l'input dell'utente per assicurarti che un numero non superi il valore massimo.

Come usare Sys.MaxSize in Python 3

Puoi usare sys.maxsize in Python 3 in sostituzione di sys.maxint in Python 2.

È importante capire che questo non rappresenta il valore intero massimo che Python 3 può gestire. La proprietà maxsize rappresenta il valore massimo di un numero intero che può essere utilizzato come indice per le strutture dati incorporate di Python, come elenchi e stringhe.

Questo valore dipende dalla memoria disponibile, quindi può cambiare tra diversi sistemi o configurazioni.

Il valore esatto di sys.maxsize è in genere 2**31 – 1 su una piattaforma a 32 bit e 2**63 – 1 su una piattaforma a 64 bit. Questi sono i valori massimi che possono essere utilizzati per numeri interi di dimensioni fisse su tali piattaforme.

Ecco un esempio di una funzione che utilizza sys.maxsize per evitare di creare un elenco così grande da fallire a causa della mancanza di memoria:

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

Ricorda di importare il modulo sys prima di utilizzare sys.maxsize . Non è una parola chiave incorporata ma parte del modulo sys .

Come trovare il numero intero massimo in una struttura dati

In Python 2 e 3, puoi usare la funzione max() per trovare il valore più alto in una struttura dati iterabile come una lista, una tupla o un set .

Ecco un esempio per trovare il numero intero più grande in un elenco:

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

max_value = max(numbers)

print(max_value)

Questo codice di esempio stamperà il numero 9999.

La controparte è la funzione min() che restituisce il valore minimo.

Trovare i valori più grandi all'interno di un intervallo è importante quando si eseguono calcoli come la regressione lineare. Se valori molto grandi superano i limiti interi, è possibile incorrere in imprecisioni o errori nei calcoli.

3 suggerimenti per evitare problemi con il numero massimo di numeri interi

La flessibilità di Python comporta diversi svantaggi.

Le operazioni che coinvolgono numeri interi di grandi dimensioni possono essere più lente a causa del sovraccarico della gestione della precisione arbitraria.

I numeri interi grandi possono anche aumentare significativamente il consumo di memoria del programma, causando potenzialmente errori di memoria.

Ecco tre consigli per evitare problemi:

Suggerimento 1: scegli i tipi di dati appropriati

Esistono molti scenari in cui la dimensione esatta dei valori interi non è cruciale. Prendi in considerazione l'utilizzo di un tipo di dati più piccolo e di dimensioni fisse quando questo è il caso.

Ciò evita di consumare inutilmente memoria e rallentare l'applicazione.

Suggerimento 2: utilizzare pratiche di programmazione efficienti

Prestare attenzione alle operazioni che gestiscono numeri interi di grandi dimensioni e progettare algoritmi con questo in mente.

Ciò potrebbe comportare la suddivisione dei calcoli in parti più piccole o l'utilizzo di approssimazioni in cui non è necessaria la precisione esatta di un numero elevato.

Suggerimento 3: tenere traccia dell'utilizzo della memoria

Tieni traccia dell'utilizzo della memoria del tuo programma Python e ottimizza il tuo codice per ridurre l'impronta di memoria.

Ciò potrebbe includere l'eliminazione di variabili di grandi dimensioni quando non sono più necessarie o l'utilizzo di strumenti o librerie progettati per gestire in modo efficiente set di dati di grandi dimensioni.

Pensieri finali

Comprendere il valore intero massimo che il tuo codice Python può gestire è essenziale per scrivere programmi robusti ed efficienti. Questo articolo ha esplorato il concetto sia in Python 2 che in Python 3.

Hai imparato come accedere e utilizzare questi valori interi massimi in entrambe le versioni di Python. Che tu stia lavorando con Python 2 o 3, ricorda i nostri suggerimenti sull'ottimizzazione del codice per evitare il sovraccarico della memoria.

Armati di questa conoscenza, sei ben attrezzato per sfruttare tutta la potenza delle capacità di gestione dei numeri interi di Python!