Golang 分数运算与 API 处理插件库 gofal 使用指南

简介

gofal 是一个用于 Go 语言的高精度分数运算和 API 处理的库，它提供了精确的分数计算能力，避免了浮点数运算中的精度问题，同时集成了方便的 API 处理功能。

安装

go get github.com/yourusername/gofal

基本分数运算

创建分数

package main

import (
	"fmt"
	"github.com/yourusername/gofal"
)

func main() {
	// 创建分数
	f1 := gofal.NewFraction(3, 4)  // 3/4
	f2 := gofal.NewFraction(1, 2)  // 1/2
	
	// 从字符串创建
	f3, err := gofal.ParseFraction("5/8")
	if err != nil {
		fmt.Println("解析错误:", err)
	}
}

基本运算

// 加法
sum := f1.Add(f2)  // 3/4 + 1/2 = 5/4

// 减法
diff := f1.Sub(f2)  // 3/4 - 1/2 = 1/4

// 乘法
product := f1.Mul(f2)  // 3/4 * 1/2 = 3/8

// 除法
quotient, err := f1.Div(f2)  // 3/4 ÷ 1/2 = 3/2
if err != nil {
	fmt.Println("除法错误:", err)
}

// 比较
if f1.Gt(f2) {  // 大于
	fmt.Println("f1 大于 f2")
}

实用方法

// 约分
reduced := f1.Reduce()

// 转换为浮点数
floatValue := f1.Float64()

// 转换为字符串
str := f1.String()  // 输出 "3/4"

// 获取分子分母
numerator := f1.Numerator()
denominator := f1.Denominator()

API 处理功能

gofal 还提供了方便的 API 处理功能，特别适合需要处理分数数据的 Web 服务。

解析请求中的分数

package main

import (
	"net/http"
	"github.com/yourusername/gofal"
)

func handleFraction(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	// 从查询参数获取分数
	fracStr := r.URL.Query().Get("fraction")
	frac, err := gofal.ParseFraction(fracStr)
	if err != nil {
		http.Error(w, "无效的分数格式", http.StatusBadRequest)
		return
	}
	
	// 处理分数...
}

JSON 序列化与反序列化

type RequestData struct {
	Fraction *gofal.Fraction `json:"fraction"`
}

func handleJSON(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	var data RequestData
	if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&data); err != nil {
		http.Error(w, err.Error(), http.StatusBadRequest)
		return
	}
	
	// 使用分数进行计算
	result := data.Fraction.Mul(gofal.NewFraction(2, 1))
	
	// 返回JSON响应
	response := map[string]interface{}{
		"result": result,
	}
	
	json.NewEncoder(w).Encode(response)
}

构建 API 响应

func apiHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	// 创建API响应构建器
	builder := gofal.NewApiResponseBuilder()
	
	// 添加数据
	builder.WithData("result", gofal.NewFraction(5, 8))
	
	// 添加元数据
	builder.WithMeta("operation", "multiplication")
	
	// 构建并发送响应
	if err := builder.Build(w); err != nil {
		http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
	}
}

高级功能

分数表达式求值

expr := "3/4 + 1/2 * (5/8 - 1/4)"
result, err := gofal.EvaluateExpression(expr)
if err != nil {
	fmt.Println("表达式错误:", err)
} else {
	fmt.Println("结果:", result)  // 输出: 17/16
}

批量处理分数

fractions := []*gofal.Fraction{
	gofal.NewFraction(1, 2),
	gofal.NewFraction(3, 4),
	gofal.NewFraction(5, 8),
}

// 计算总和
sum := gofal.SumFractions(fractions...)  // 15/8

// 计算平均值
avg := gofal.AverageFractions(fractions...)  // 5/8

性能考虑

gofal 在设计时考虑了性能因素：

1. 分数总是以约分形式存储
2. 使用指针传递减少内存复制
3. 提供了对象池重用分数对象

// 使用对象池
f := gofal.GetFractionFromPool(3, 4)
// 使用完后放回池中
gofal.PutFractionToPool(f)

结论

gofal 是一个功能全面的 Go 语言分数运算库，它不仅提供了精确的分数计算能力，还集成了方便的 API 处理功能，非常适合需要高精度计算的金融、科学和工程应用，以及需要处理分数数据的 Web 服务。

通过合理使用 gofal，开发者可以避免浮点数精度问题，同时简化 API 开发中的数据处理工作。