RustPython / RustPython/pymath

Add fractions module: Rational number arithmetic

Offen
#16 0 Kommentare 0 Reaktionen 0 zugewiesene Personen Auf GitHub ansehen

Dieses Issue hat noch niemand übernommen.

Vorherrschende Sprache
Rust
Sterne
12
Forks
1
Ø Merge
8 Min.
Gemergte PRs (30 T.)
1

Beschreibung

Summary

Port Python's fractions.Fraction to Rust — arbitrary-precision rational number arithmetic.

In CPython, this is a pure Python implementation (Lib/fractions.py) that internally stores a (numerator: int, denominator: int) pair, GCD-normalized with a positive denominator.

Design

Type representation
pub struct Fraction<I> {
    numerator: I,
    denominator: I,  // always positive, coprime with numerator
}

Follow the existing _bigint feature pattern to support both num-bigint and malachite-bigint. Implement as generic over integer type or via trait bounds.

Feature flag
[features]
fractions = ["_bigint"]  # requires BigInt

Same pattern as cmath behind the complex feature.

Implementation plan

Phase 1: Core struct & construction
  • Fraction struct (numerator, denominator)
  • GCD normalization (sign normalization included: denominator always positive)
  • new(numerator, denominator) — primary constructor
  • from_integer(n) — construct from integer
  • from_float(f64) — using f64::integer_decode() or as_integer_ratio logic
  • from_coprime_ints(n, d) — direct construction from pre-normalized values (internal use)
  • String parsing: "3/4", "1.5", "1e-2", etc.
Phase 2: Arithmetic operations
  • Add, Sub, Mul, Div (Rust traits)
  • Neg, Abs
  • Floor division, modulo, divmod
  • Pow — integer exponent returns Fraction / non-integer returns f64

Arithmetic optimization: Knuth TAOCP 4.5.1 approach (pre-compute GCD in multiplication to avoid unnecessary blowup)

Phase 3: Comparison & conversion
  • Eq, Ord (cross-multiply comparison)
  • as_f64() — float conversion
  • trunc(), floor(), ceil(), round() — integer conversions
  • is_integer() — checks denominator == 1
  • as_integer_ratio() — returns (numerator, denominator) tuple
Phase 4: Special methods
  • limit_denominator(max_denominator) — best rational approximation via continued fraction algorithm
  • Hash: compatible with Python's _hash_algorithm (modular inverse based)
  • Display: "{numerator}/{denominator}" or "{numerator}" when integer
  • Format: float-style formatting (.2f, e, g, etc.)
Phase 5: Testing
  • Use the existing pyo3 proptest pattern from the project
  • Verify bit-identical results against fractions.Fraction
  • Edge cases: zero, negatives, very large numbers, float precision boundary values

Out of scope

  • Python numbers.Rational ABC (replaced by Rust traits)
  • Direct conversion with Decimal type (separate module scope)
  • Pickle/copy (Python runtime dependent)

References

Beitragsleitfaden

Für dieses Repository ist kein Beitragsleitfaden indexiert

Erste Schritte

  1. Lies das ganze Issue und danach den Beitragsleitfaden des Projekts.
  2. Schreib ins Issue, dass du es übernimmst — das erspart doppelte Arbeit.
  3. Forke das Repository und arbeite in einem Branch.
  4. Öffne einen Pull Request, der die Issue-Nummer nennt.

Rechercherichtung

Beginne mit der Lektüre von CPythons Lib/fractions.py und dem bestehenden _bigint-Feature-Muster des Projekts, einschließlich cmath hinter dem complex-Feature. Überprüfe das pyo3-proptest-Muster, bevor du die gestufte API und das Verhalten definierst. Erledigt ist die Aufgabe, wenn das fractions-Feature die aufgeführten Konstruktions-, Arithmetik-, Konvertierungs-, Formatierungs- und Edge-Case-Tests gegen fractions.Fraction unterstützt.

Vom Indexierungsmodell aus dem Issue-Text verfasst.

Bewertung

Tech-Stack
python, rust
Bereich
backend
Issue-Typ
Feature
Schwierigkeit
5/5
Geschätzter Aufwand
Über eine Woche
Aktivitätsstatus
Veraltet
Klarheit
Größtenteils klar
Anfängerfreundlichkeit
25/100

Neue Issues direkt in Ihr Postfach

Eine kurze Übersicht über anfängerfreundliche GitHub-Issues.