使用Golang Math/Big处理高精度计算_超大整数与浮点数运算

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big.int 仅支持整数运算,div 为向下取整的整除,无小数结果;需高精度小数时应使用 big.Float 并正确设置精度(如 setprec(256))、用 setstring 初始化,避免 float64 转换及标准库函数导致精度丢失。

使用Golang Math/Big处理高精度计算_超大整数与浮点数运算

为什么 big.Int 不能直接做除法取小数?

因为 big.Int 只存整数,Div 方法是向下取整的整除,没有小数部分。想算 10/3 ≈ 3.333...?它只会返回 3,余数丢在 Rem 里——这不叫高精度浮点,只是大整数除法。

  • 真要小数结果,得用 big.Float,它内部用科学计数法 + 指定精度模拟浮点行为
  • big.Float 的精度由 SetPrec 控制(单位是二进制位),不是小数位数;设 53 位≈对应 float64,设 256 位才能稳算百位小数
  • 别拿 big.Int 转成 float64 再算——超过 2⁵³ 的整数会丢失精度,big.Int 的意义就废了

big.Float 初始化时最常漏掉的两件事

一是没设精度,二是误用字符串初始化方式。默认精度是 0,所有运算结果都是 0 或 NaN;而用 new(big.Float).SetFloat64(x) 会把原始 float64 的误差直接带进来,失去高精度意义。

  • 正确做法:先 new(big.Float).SetPrec(256),再用 SetString("123.456")SetInt(new(big.Int).SetString("123456789", 10))
  • SetString 支持科学计数法,比如 "1.23e-4",但不支持逗号或空格
  • 如果源数据来自 json 或用户输入,务必校验字符串格式,SetString 返回 nil 表示失败,不报 panic

大整数开方、幂运算为什么总得到 0 或 panic?

big.IntSqrtExp 都要求目标变量非 nil 且已分配内存,而且 Sqrt 只返回整数平方根(向下取整),Exp 的指数必须是 *big.Int 类型,传 int 会编译失败。

  • Sqrt 示例:z := new(big.Int); z.Sqrt(x),x 为负数时 z 不变(不报错也不清零)
  • Exp 必须写成 z.Exp(x, y, nil),第三个参数是模数,填 nil 表示不取模;y 若是 int,得先转 big.Intbig.NewInt(int64(y))
  • 大数幂增长极快,Exp 前建议用 BitLen 估算结果位数,超 10⁶ 位可能卡住或吃光内存

和标准库函数混用时的隐性精度损失

只要一调 math.Sinmath.Log 这类函数,就自动退化成 float64 精度。哪怕你前面用 big.Float 算到 1000 位,传给 math.Log 时也先被转成 float64,再算——白忙。

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  • big.Float 自带 SetSinSetLogSetExp 等方法,全部基于自身精度实现,必须用它们
  • 这些方法需要显式指定精度(如 z.SetSin(x).SetPrec(512)),否则沿用 x 的精度,可能不够
  • 注意 big.Float 的三角函数输入单位是弧度,且不自动处理周期,Sin(1e10) 要先模 ,而 big.Float 没有内置模 π 函数,得自己减

高精度不是打开 big 包就自动生效的,每个运算节点都得亲手确认类型、精度、初始化状态。漏一个,前面几十行就归零。

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