在python中使用非常大的数字

Question

我使用可以正常工作的awk（减去Time_res-Time_req来查找滞后）减去大数字，但无法在python中执行相同操作。

ID    Time_req    Time_res  lag 
0 3000002 1455594303468741117 1455594303469326836 585728 

为什么在下面的输出是这样的？

>>> 1455594303469326836 - 1455594303468741117 
585719 
and not 585728 

我甚至尝试

>>> long(1455594303469326836) - long(1455594303468741117) 
585719L #still wrong 

Answer 1

要做到在awk中大量（任意精度）数学需要gawk -M：

$ awk 'BEGIN{print 1455594303469326836 - 1455594303468741117}' 
585728 

$ awk -M 'BEGIN{print 1455594303469326836 - 1455594303468741117}' 
585719 

$ awk --version | head -2 
GNU Awk 4.1.4, API: 1.1 (GNU MPFR 3.1.5, GNU MP 6.1.2) 
Copyright (C) 1989, 1991-2016 Free Software Foundation. 

详情请参阅https://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#MPFR-features。

Answer 2

为gawk你需要指定要使用的BIGNUM包（如果gawk与链接到该包编译）：

$ gawk -M 'BEGIN{print 1455594303469326836 - 1455594303468741117}' 
585719 

（您也可以为相同的功能，gawk -M做gawk --bignum 'prog'）

如果没有-M开关，您可以通过将字符串添加0将输入转换为整数来查看溢出。注意第2栏是不一样的，第一：

$ echo "1455594303469326836 1455594303468741117" | awk '{print $1 " => " $1+0,ORS $2 " => " $2+0}' 
1455594303469326836 => 1455594303469326848 
1455594303468741117 => 1455594303468741120 

VS

$ echo "1455594303469326836 1455594303468741117" | awk -M '{print $1 " => " $1+0,ORS $2 " => " $2+0}' 
1455594303469326836 => 1455594303469326836 
1455594303468741117 => 1455594303468741117 

由于IEEE 754双打具有精度53位的尾数（可用于精确的整数表示到那个尺寸）便开始解除与尺寸大于53个比特的整数精确表示能力：

$ awk 'BEGIN{print 2**53, 2**53+1}' 
9007199254740992 9007199254740992 
      ^   ^  not +1 in least significant digit 

$ awk -M 'BEGIN{print 2**53, 2**53+1}' 
9007199254740992 9007199254740993  
      ^   ^  fixed... 

你的输入需要61位来表示准确（或62个比特用符号位），所以你失去了表示输入的最低有效位数的能力。

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选项

如果没有gawk与BIGNUM选项，则可以使用perl与BIGNUM：

$ perl -Mbignum -E 'say 1455594303469326836 - 1455594303468741117' 
585719 

蟒蛇：

$ python -c 'print 1455594303469326836 - 1455594303468741117' 
585719 

bc：

$ echo "1455594303469326836 - 1455594303468741117" | bc 
585719 

红宝石：

$ ruby -e "puts 1455594303469326836 - 1455594303468741117" 
585719 

但基本POSIX awk中 - 没有布埃诺为arbitrarily precision integer或非IEEE 754浮点运算。所有的POSIX awk算法（或没有bignum的gawk）都是用IEEE双精度完成的，这个精度会随着您输入的大小而溢出。