Add fractions module: Rational number arithmetic
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評価
- 難易度
- 5/5
- 見積もり時間
- 1週間以上
- 初心者へのやさしさ
- 25/100
調査の方向性
まず CPython の Lib/fractions.py と、プロジェクトに既存の _bigint feature パターン(complex feature の背後にある cmath を含む)を読んでください。段階的な API と動作を定義する前に、pyo3 の proptest パターンを確認してください。fractions feature が、fractions.Fraction に対する、列挙された構築、算術、変換、フォーマット、およびエッジケースのテストをサポートすれば完了です。
索引モデルが issue の本文から書いたものです。
説明
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
Fractionstruct (numerator, denominator)- GCD normalization (sign normalization included: denominator always positive)
new(numerator, denominator)— primary constructorfrom_integer(n)— construct from integerfrom_float(f64)— usingf64::integer_decode()oras_integer_ratiologicfrom_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 conversiontrunc(),floor(),ceil(),round()— integer conversionsis_integer()— checks denominator == 1as_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.RationalABC (replaced by Rust traits) - Direct conversion with
Decimaltype (separate module scope) - Pickle/copy (Python runtime dependent)
References
- CPython
Lib/fractions.py - https://docs.python.org/3/library/fractions.html
- 主要言語
- Rust
- スター
- 12
- フォーク
- 1
- 平均マージ
- 8分
- マージ済み PR(30日)
- 1
コントリビューションガイド
このリポジトリのコントリビューションガイドは索引されていません
はじめの一歩
- issue を最後まで読み、次にプロジェクトのコントリビューションガイドを読みます。
- 着手することを issue にコメントします — 二人が同じ作業をするのを防げます。
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