Fixed a wrong apostrophe
[python.git] / Doc / library / decimal.rst
blob8d113152b62555ff31fa8f0f209cc081deea2752
2 :mod:`decimal` --- Decimal fixed point and floating point arithmetic
3 ====================================================================
5 .. module:: decimal
6    :synopsis: Implementation of the General Decimal Arithmetic  Specification.
9 .. moduleauthor:: Eric Price <eprice at tjhsst.edu>
10 .. moduleauthor:: Facundo Batista <facundo at taniquetil.com.ar>
11 .. moduleauthor:: Raymond Hettinger <python at rcn.com>
12 .. moduleauthor:: Aahz <aahz at pobox.com>
13 .. moduleauthor:: Tim Peters <tim.one at comcast.net>
16 .. sectionauthor:: Raymond D. Hettinger <python at rcn.com>
18 .. versionadded:: 2.4
20 .. import modules for testing inline doctests with the Sphinx doctest builder
21 .. testsetup:: *
23    import decimal
24    import math
25    from decimal import *
26    # make sure each group gets a fresh context
27    setcontext(Context())
29 The :mod:`decimal` module provides support for decimal floating point
30 arithmetic.  It offers several advantages over the :class:`float` datatype:
32 * Decimal "is based on a floating-point model which was designed with people
33   in mind, and necessarily has a paramount guiding principle -- computers must
34   provide an arithmetic that works in the same way as the arithmetic that
35   people learn at school." -- excerpt from the decimal arithmetic specification.
37 * Decimal numbers can be represented exactly.  In contrast, numbers like
38   :const:`1.1` do not have an exact representation in binary floating point. End
39   users typically would not expect :const:`1.1` to display as
40   :const:`1.1000000000000001` as it does with binary floating point.
42 * The exactness carries over into arithmetic.  In decimal floating point, ``0.1
43   + 0.1 + 0.1 - 0.3`` is exactly equal to zero.  In binary floating point, the result
44   is :const:`5.5511151231257827e-017`.  While near to zero, the differences
45   prevent reliable equality testing and differences can accumulate. For this
46   reason, decimal is preferred in accounting applications which have strict
47   equality invariants.
49 * The decimal module incorporates a notion of significant places so that ``1.30
50   + 1.20`` is :const:`2.50`.  The trailing zero is kept to indicate significance.
51   This is the customary presentation for monetary applications. For
52   multiplication, the "schoolbook" approach uses all the figures in the
53   multiplicands.  For instance, ``1.3 * 1.2`` gives :const:`1.56` while ``1.30 *
54   1.20`` gives :const:`1.5600`.
56 * Unlike hardware based binary floating point, the decimal module has a user
57   alterable precision (defaulting to 28 places) which can be as large as needed for
58   a given problem:
60      >>> getcontext().prec = 6
61      >>> Decimal(1) / Decimal(7)
62      Decimal('0.142857')
63      >>> getcontext().prec = 28
64      >>> Decimal(1) / Decimal(7)
65      Decimal('0.1428571428571428571428571429')
67 * Both binary and decimal floating point are implemented in terms of published
68   standards.  While the built-in float type exposes only a modest portion of its
69   capabilities, the decimal module exposes all required parts of the standard.
70   When needed, the programmer has full control over rounding and signal handling.
71   This includes an option to enforce exact arithmetic by using exceptions
72   to block any inexact operations.
74 * The decimal module was designed to support "without prejudice, both exact
75   unrounded decimal arithmetic (sometimes called fixed-point arithmetic)
76   and rounded floating-point arithmetic."  -- excerpt from the decimal
77   arithmetic specification.
79 The module design is centered around three concepts:  the decimal number, the
80 context for arithmetic, and signals.
82 A decimal number is immutable.  It has a sign, coefficient digits, and an
83 exponent.  To preserve significance, the coefficient digits do not truncate
84 trailing zeros.  Decimals also include special values such as
85 :const:`Infinity`, :const:`-Infinity`, and :const:`NaN`.  The standard also
86 differentiates :const:`-0` from :const:`+0`.
88 The context for arithmetic is an environment specifying precision, rounding
89 rules, limits on exponents, flags indicating the results of operations, and trap
90 enablers which determine whether signals are treated as exceptions.  Rounding
91 options include :const:`ROUND_CEILING`, :const:`ROUND_DOWN`,
92 :const:`ROUND_FLOOR`, :const:`ROUND_HALF_DOWN`, :const:`ROUND_HALF_EVEN`,
93 :const:`ROUND_HALF_UP`, :const:`ROUND_UP`, and :const:`ROUND_05UP`.
95 Signals are groups of exceptional conditions arising during the course of
96 computation.  Depending on the needs of the application, signals may be ignored,
97 considered as informational, or treated as exceptions. The signals in the
98 decimal module are: :const:`Clamped`, :const:`InvalidOperation`,
99 :const:`DivisionByZero`, :const:`Inexact`, :const:`Rounded`, :const:`Subnormal`,
100 :const:`Overflow`, and :const:`Underflow`.
102 For each signal there is a flag and a trap enabler.  When a signal is
103 encountered, its flag is set to one, then, if the trap enabler is
104 set to one, an exception is raised.  Flags are sticky, so the user needs to
105 reset them before monitoring a calculation.
108 .. seealso::
110    * IBM's General Decimal Arithmetic Specification, `The General Decimal Arithmetic
111      Specification <http://speleotrove.com/decimal/>`_.
113    * IEEE standard 854-1987, `Unofficial IEEE 854 Text
114      <http://754r.ucbtest.org/standards/854.pdf>`_.
116 .. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
119 .. _decimal-tutorial:
121 Quick-start Tutorial
122 --------------------
124 The usual start to using decimals is importing the module, viewing the current
125 context with :func:`getcontext` and, if necessary, setting new values for
126 precision, rounding, or enabled traps::
128    >>> from decimal import *
129    >>> getcontext()
130    Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999999, Emax=999999999,
131            capitals=1, flags=[], traps=[Overflow, DivisionByZero,
132            InvalidOperation])
134    >>> getcontext().prec = 7       # Set a new precision
136 Decimal instances can be constructed from integers, strings, or tuples.  To
137 create a Decimal from a :class:`float`, first convert it to a string.  This
138 serves as an explicit reminder of the details of the conversion (including
139 representation error).  Decimal numbers include special values such as
140 :const:`NaN` which stands for "Not a number", positive and negative
141 :const:`Infinity`, and :const:`-0`.
143    >>> getcontext().prec = 28
144    >>> Decimal(10)
145    Decimal('10')
146    >>> Decimal('3.14')
147    Decimal('3.14')
148    >>> Decimal((0, (3, 1, 4), -2))
149    Decimal('3.14')
150    >>> Decimal(str(2.0 ** 0.5))
151    Decimal('1.41421356237')
152    >>> Decimal(2) ** Decimal('0.5')
153    Decimal('1.414213562373095048801688724')
154    >>> Decimal('NaN')
155    Decimal('NaN')
156    >>> Decimal('-Infinity')
157    Decimal('-Infinity')
159 The significance of a new Decimal is determined solely by the number of digits
160 input.  Context precision and rounding only come into play during arithmetic
161 operations.
163 .. doctest:: newcontext
165    >>> getcontext().prec = 6
166    >>> Decimal('3.0')
167    Decimal('3.0')
168    >>> Decimal('3.1415926535')
169    Decimal('3.1415926535')
170    >>> Decimal('3.1415926535') + Decimal('2.7182818285')
171    Decimal('5.85987')
172    >>> getcontext().rounding = ROUND_UP
173    >>> Decimal('3.1415926535') + Decimal('2.7182818285')
174    Decimal('5.85988')
176 Decimals interact well with much of the rest of Python.  Here is a small decimal
177 floating point flying circus:
179 .. doctest::
180    :options: +NORMALIZE_WHITESPACE
182    >>> data = map(Decimal, '1.34 1.87 3.45 2.35 1.00 0.03 9.25'.split())
183    >>> max(data)
184    Decimal('9.25')
185    >>> min(data)
186    Decimal('0.03')
187    >>> sorted(data)
188    [Decimal('0.03'), Decimal('1.00'), Decimal('1.34'), Decimal('1.87'),
189     Decimal('2.35'), Decimal('3.45'), Decimal('9.25')]
190    >>> sum(data)
191    Decimal('19.29')
192    >>> a,b,c = data[:3]
193    >>> str(a)
194    '1.34'
195    >>> float(a)
196    1.3400000000000001
197    >>> round(a, 1)     # round() first converts to binary floating point
198    1.3
199    >>> int(a)
200    1
201    >>> a * 5
202    Decimal('6.70')
203    >>> a * b
204    Decimal('2.5058')
205    >>> c % a
206    Decimal('0.77')
208 And some mathematical functions are also available to Decimal:
210    >>> getcontext().prec = 28
211    >>> Decimal(2).sqrt()
212    Decimal('1.414213562373095048801688724')
213    >>> Decimal(1).exp()
214    Decimal('2.718281828459045235360287471')
215    >>> Decimal('10').ln()
216    Decimal('2.302585092994045684017991455')
217    >>> Decimal('10').log10()
218    Decimal('1')
220 The :meth:`quantize` method rounds a number to a fixed exponent.  This method is
221 useful for monetary applications that often round results to a fixed number of
222 places:
224    >>> Decimal('7.325').quantize(Decimal('.01'), rounding=ROUND_DOWN)
225    Decimal('7.32')
226    >>> Decimal('7.325').quantize(Decimal('1.'), rounding=ROUND_UP)
227    Decimal('8')
229 As shown above, the :func:`getcontext` function accesses the current context and
230 allows the settings to be changed.  This approach meets the needs of most
231 applications.
233 For more advanced work, it may be useful to create alternate contexts using the
234 Context() constructor.  To make an alternate active, use the :func:`setcontext`
235 function.
237 In accordance with the standard, the :mod:`Decimal` module provides two ready to
238 use standard contexts, :const:`BasicContext` and :const:`ExtendedContext`. The
239 former is especially useful for debugging because many of the traps are
240 enabled:
242 .. doctest:: newcontext
243    :options: +NORMALIZE_WHITESPACE
245    >>> myothercontext = Context(prec=60, rounding=ROUND_HALF_DOWN)
246    >>> setcontext(myothercontext)
247    >>> Decimal(1) / Decimal(7)
248    Decimal('0.142857142857142857142857142857142857142857142857142857142857')
250    >>> ExtendedContext
251    Context(prec=9, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999999, Emax=999999999,
252            capitals=1, flags=[], traps=[])
253    >>> setcontext(ExtendedContext)
254    >>> Decimal(1) / Decimal(7)
255    Decimal('0.142857143')
256    >>> Decimal(42) / Decimal(0)
257    Decimal('Infinity')
259    >>> setcontext(BasicContext)
260    >>> Decimal(42) / Decimal(0)
261    Traceback (most recent call last):
262      File "<pyshell#143>", line 1, in -toplevel-
263        Decimal(42) / Decimal(0)
264    DivisionByZero: x / 0
266 Contexts also have signal flags for monitoring exceptional conditions
267 encountered during computations.  The flags remain set until explicitly cleared,
268 so it is best to clear the flags before each set of monitored computations by
269 using the :meth:`clear_flags` method. ::
271    >>> setcontext(ExtendedContext)
272    >>> getcontext().clear_flags()
273    >>> Decimal(355) / Decimal(113)
274    Decimal('3.14159292')
275    >>> getcontext()
276    Context(prec=9, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999999, Emax=999999999,
277            capitals=1, flags=[Rounded, Inexact], traps=[])
279 The *flags* entry shows that the rational approximation to :const:`Pi` was
280 rounded (digits beyond the context precision were thrown away) and that the
281 result is inexact (some of the discarded digits were non-zero).
283 Individual traps are set using the dictionary in the :attr:`traps` field of a
284 context:
286 .. doctest:: newcontext
288    >>> setcontext(ExtendedContext)
289    >>> Decimal(1) / Decimal(0)
290    Decimal('Infinity')
291    >>> getcontext().traps[DivisionByZero] = 1
292    >>> Decimal(1) / Decimal(0)
293    Traceback (most recent call last):
294      File "<pyshell#112>", line 1, in -toplevel-
295        Decimal(1) / Decimal(0)
296    DivisionByZero: x / 0
298 Most programs adjust the current context only once, at the beginning of the
299 program.  And, in many applications, data is converted to :class:`Decimal` with
300 a single cast inside a loop.  With context set and decimals created, the bulk of
301 the program manipulates the data no differently than with other Python numeric
302 types.
304 .. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
307 .. _decimal-decimal:
309 Decimal objects
310 ---------------
313 .. class:: Decimal([value [, context]])
315    Construct a new :class:`Decimal` object based from *value*.
317    *value* can be an integer, string, tuple, or another :class:`Decimal`
318    object. If no *value* is given, returns ``Decimal('0')``.  If *value* is a
319    string, it should conform to the decimal numeric string syntax after leading
320    and trailing whitespace characters are removed::
322       sign           ::=  '+' | '-'
323       digit          ::=  '0' | '1' | '2' | '3' | '4' | '5' | '6' | '7' | '8' | '9'
324       indicator      ::=  'e' | 'E'
325       digits         ::=  digit [digit]...
326       decimal-part   ::=  digits '.' [digits] | ['.'] digits
327       exponent-part  ::=  indicator [sign] digits
328       infinity       ::=  'Infinity' | 'Inf'
329       nan            ::=  'NaN' [digits] | 'sNaN' [digits]
330       numeric-value  ::=  decimal-part [exponent-part] | infinity
331       numeric-string ::=  [sign] numeric-value | [sign] nan
333    If *value* is a :class:`tuple`, it should have three components, a sign
334    (:const:`0` for positive or :const:`1` for negative), a :class:`tuple` of
335    digits, and an integer exponent. For example, ``Decimal((0, (1, 4, 1, 4), -3))``
336    returns ``Decimal('1.414')``.
338    The *context* precision does not affect how many digits are stored. That is
339    determined exclusively by the number of digits in *value*. For example,
340    ``Decimal('3.00000')`` records all five zeros even if the context precision is
341    only three.
343    The purpose of the *context* argument is determining what to do if *value* is a
344    malformed string.  If the context traps :const:`InvalidOperation`, an exception
345    is raised; otherwise, the constructor returns a new Decimal with the value of
346    :const:`NaN`.
348    Once constructed, :class:`Decimal` objects are immutable.
350    .. versionchanged:: 2.6
351       leading and trailing whitespace characters are permitted when
352       creating a Decimal instance from a string.
354    Decimal floating point objects share many properties with the other built-in
355    numeric types such as :class:`float` and :class:`int`.  All of the usual math
356    operations and special methods apply.  Likewise, decimal objects can be
357    copied, pickled, printed, used as dictionary keys, used as set elements,
358    compared, sorted, and coerced to another type (such as :class:`float` or
359    :class:`long`).
361    In addition to the standard numeric properties, decimal floating point
362    objects also have a number of specialized methods:
365    .. method:: adjusted()
367       Return the adjusted exponent after shifting out the coefficient's
368       rightmost digits until only the lead digit remains:
369       ``Decimal('321e+5').adjusted()`` returns seven.  Used for determining the
370       position of the most significant digit with respect to the decimal point.
373    .. method:: as_tuple()
375       Return a :term:`named tuple` representation of the number:
376       ``DecimalTuple(sign, digits, exponent)``.
378       .. versionchanged:: 2.6
379          Use a named tuple.
382    .. method:: canonical()
384       Return the canonical encoding of the argument.  Currently, the encoding of
385       a :class:`Decimal` instance is always canonical, so this operation returns
386       its argument unchanged.
388       .. versionadded:: 2.6
390    .. method:: compare(other[, context])
392       Compare the values of two Decimal instances.  This operation behaves in
393       the same way as the usual comparison method :meth:`__cmp__`, except that
394       :meth:`compare` returns a Decimal instance rather than an integer, and if
395       either operand is a NaN then the result is a NaN::
397          a or b is a NaN ==> Decimal('NaN')
398          a < b           ==> Decimal('-1')
399          a == b          ==> Decimal('0')
400          a > b           ==> Decimal('1')
402    .. method:: compare_signal(other[, context])
404       This operation is identical to the :meth:`compare` method, except that all
405       NaNs signal.  That is, if neither operand is a signaling NaN then any
406       quiet NaN operand is treated as though it were a signaling NaN.
408       .. versionadded:: 2.6
410    .. method:: compare_total(other)
412       Compare two operands using their abstract representation rather than their
413       numerical value.  Similar to the :meth:`compare` method, but the result
414       gives a total ordering on :class:`Decimal` instances.  Two
415       :class:`Decimal` instances with the same numeric value but different
416       representations compare unequal in this ordering:
418          >>> Decimal('12.0').compare_total(Decimal('12'))
419          Decimal('-1')
421       Quiet and signaling NaNs are also included in the total ordering.  The
422       result of this function is ``Decimal('0')`` if both operands have the same
423       representation, ``Decimal('-1')`` if the first operand is lower in the
424       total order than the second, and ``Decimal('1')`` if the first operand is
425       higher in the total order than the second operand.  See the specification
426       for details of the total order.
428       .. versionadded:: 2.6
430    .. method:: compare_total_mag(other)
432       Compare two operands using their abstract representation rather than their
433       value as in :meth:`compare_total`, but ignoring the sign of each operand.
434       ``x.compare_total_mag(y)`` is equivalent to
435       ``x.copy_abs().compare_total(y.copy_abs())``.
437       .. versionadded:: 2.6
439    .. method:: conjugate()
441       Just returns self, this method is only to comply with the Decimal
442       Specification.
444       .. versionadded:: 2.6
446    .. method:: copy_abs()
448       Return the absolute value of the argument.  This operation is unaffected
449       by the context and is quiet: no flags are changed and no rounding is
450       performed.
452       .. versionadded:: 2.6
454    .. method:: copy_negate()
456       Return the negation of the argument.  This operation is unaffected by the
457       context and is quiet: no flags are changed and no rounding is performed.
459       .. versionadded:: 2.6
461    .. method:: copy_sign(other)
463       Return a copy of the first operand with the sign set to be the same as the
464       sign of the second operand.  For example:
466          >>> Decimal('2.3').copy_sign(Decimal('-1.5'))
467          Decimal('-2.3')
469       This operation is unaffected by the context and is quiet: no flags are
470       changed and no rounding is performed.
472       .. versionadded:: 2.6
474    .. method:: exp([context])
476       Return the value of the (natural) exponential function ``e**x`` at the
477       given number.  The result is correctly rounded using the
478       :const:`ROUND_HALF_EVEN` rounding mode.
480       >>> Decimal(1).exp()
481       Decimal('2.718281828459045235360287471')
482       >>> Decimal(321).exp()
483       Decimal('2.561702493119680037517373933E+139')
485       .. versionadded:: 2.6
487    .. method:: from_float(f)
489       Classmethod that converts a float to a decimal number, exactly.
491       Note `Decimal.from_float(0.1)` is not the same as `Decimal('0.1')`.
492       Since 0.1 is not exactly representable in binary floating point, the
493       value is stored as the nearest representable value which is
494       `0x1.999999999999ap-4`.  That equivalent value in decimal is
495       `0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625`.
497       .. doctest::
499           >>> Decimal.from_float(0.1)
500           Decimal('0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625')
501           >>> Decimal.from_float(float('nan'))
502           Decimal('NaN')
503           >>> Decimal.from_float(float('inf'))
504           Decimal('Infinity')
505           >>> Decimal.from_float(float('-inf'))
506           Decimal('-Infinity')
508       .. versionadded:: 2.7
510    .. method:: fma(other, third[, context])
512       Fused multiply-add.  Return self*other+third with no rounding of the
513       intermediate product self*other.
515       >>> Decimal(2).fma(3, 5)
516       Decimal('11')
518       .. versionadded:: 2.6
520    .. method:: is_canonical()
522       Return :const:`True` if the argument is canonical and :const:`False`
523       otherwise.  Currently, a :class:`Decimal` instance is always canonical, so
524       this operation always returns :const:`True`.
526       .. versionadded:: 2.6
528    .. method:: is_finite()
530       Return :const:`True` if the argument is a finite number, and
531       :const:`False` if the argument is an infinity or a NaN.
533       .. versionadded:: 2.6
535    .. method:: is_infinite()
537       Return :const:`True` if the argument is either positive or negative
538       infinity and :const:`False` otherwise.
540       .. versionadded:: 2.6
542    .. method:: is_nan()
544       Return :const:`True` if the argument is a (quiet or signaling) NaN and
545       :const:`False` otherwise.
547       .. versionadded:: 2.6
549    .. method:: is_normal()
551       Return :const:`True` if the argument is a *normal* finite non-zero
552       number with an adjusted exponent greater than or equal to *Emin*.
553       Return :const:`False` if the argument is zero, subnormal, infinite or a
554       NaN.  Note, the term *normal* is used here in a different sense with
555       the :meth:`normalize` method which is used to create canonical values.
557       .. versionadded:: 2.6
559    .. method:: is_qnan()
561       Return :const:`True` if the argument is a quiet NaN, and
562       :const:`False` otherwise.
564       .. versionadded:: 2.6
566    .. method:: is_signed()
568       Return :const:`True` if the argument has a negative sign and
569       :const:`False` otherwise.  Note that zeros and NaNs can both carry signs.
571       .. versionadded:: 2.6
573    .. method:: is_snan()
575       Return :const:`True` if the argument is a signaling NaN and :const:`False`
576       otherwise.
578       .. versionadded:: 2.6
580    .. method:: is_subnormal()
582       Return :const:`True` if the argument is subnormal, and :const:`False`
583       otherwise. A number is subnormal is if it is nonzero, finite, and has an
584       adjusted exponent less than *Emin*.
586       .. versionadded:: 2.6
588    .. method:: is_zero()
590       Return :const:`True` if the argument is a (positive or negative) zero and
591       :const:`False` otherwise.
593       .. versionadded:: 2.6
595    .. method:: ln([context])
597       Return the natural (base e) logarithm of the operand.  The result is
598       correctly rounded using the :const:`ROUND_HALF_EVEN` rounding mode.
600       .. versionadded:: 2.6
602    .. method:: log10([context])
604       Return the base ten logarithm of the operand.  The result is correctly
605       rounded using the :const:`ROUND_HALF_EVEN` rounding mode.
607       .. versionadded:: 2.6
609    .. method:: logb([context])
611       For a nonzero number, return the adjusted exponent of its operand as a
612       :class:`Decimal` instance.  If the operand is a zero then
613       ``Decimal('-Infinity')`` is returned and the :const:`DivisionByZero` flag
614       is raised.  If the operand is an infinity then ``Decimal('Infinity')`` is
615       returned.
617       .. versionadded:: 2.6
619    .. method:: logical_and(other[, context])
621       :meth:`logical_and` is a logical operation which takes two *logical
622       operands* (see :ref:`logical_operands_label`).  The result is the
623       digit-wise ``and`` of the two operands.
625       .. versionadded:: 2.6
627    .. method:: logical_invert(other[, context])
629       :meth:`logical_invert` is a logical operation.  The argument must
630       be a *logical operand* (see :ref:`logical_operands_label`).  The
631       result is the digit-wise inversion of the operand.
633       .. versionadded:: 2.6
635    .. method:: logical_or(other[, context])
637       :meth:`logical_or` is a logical operation which takes two *logical
638       operands* (see :ref:`logical_operands_label`).  The result is the
639       digit-wise ``or`` of the two operands.
641       .. versionadded:: 2.6
643    .. method:: logical_xor(other[, context])
645       :meth:`logical_xor` is a logical operation which takes two *logical
646       operands* (see :ref:`logical_operands_label`).  The result is the
647       digit-wise exclusive or of the two operands.
649       .. versionadded:: 2.6
651    .. method:: max(other[, context])
653       Like ``max(self, other)`` except that the context rounding rule is applied
654       before returning and that :const:`NaN` values are either signaled or
655       ignored (depending on the context and whether they are signaling or
656       quiet).
658    .. method:: max_mag(other[, context])
660       Similar to the :meth:`max` method, but the comparison is done using the
661       absolute values of the operands.
663       .. versionadded:: 2.6
665    .. method:: min(other[, context])
667       Like ``min(self, other)`` except that the context rounding rule is applied
668       before returning and that :const:`NaN` values are either signaled or
669       ignored (depending on the context and whether they are signaling or
670       quiet).
672    .. method:: min_mag(other[, context])
674       Similar to the :meth:`min` method, but the comparison is done using the
675       absolute values of the operands.
677       .. versionadded:: 2.6
679    .. method:: next_minus([context])
681       Return the largest number representable in the given context (or in the
682       current thread's context if no context is given) that is smaller than the
683       given operand.
685       .. versionadded:: 2.6
687    .. method:: next_plus([context])
689       Return the smallest number representable in the given context (or in the
690       current thread's context if no context is given) that is larger than the
691       given operand.
693       .. versionadded:: 2.6
695    .. method:: next_toward(other[, context])
697       If the two operands are unequal, return the number closest to the first
698       operand in the direction of the second operand.  If both operands are
699       numerically equal, return a copy of the first operand with the sign set to
700       be the same as the sign of the second operand.
702       .. versionadded:: 2.6
704    .. method:: normalize([context])
706       Normalize the number by stripping the rightmost trailing zeros and
707       converting any result equal to :const:`Decimal('0')` to
708       :const:`Decimal('0e0')`. Used for producing canonical values for members
709       of an equivalence class. For example, ``Decimal('32.100')`` and
710       ``Decimal('0.321000e+2')`` both normalize to the equivalent value
711       ``Decimal('32.1')``.
713    .. method:: number_class([context])
715       Return a string describing the *class* of the operand.  The returned value
716       is one of the following ten strings.
718       * ``"-Infinity"``, indicating that the operand is negative infinity.
719       * ``"-Normal"``, indicating that the operand is a negative normal number.
720       * ``"-Subnormal"``, indicating that the operand is negative and subnormal.
721       * ``"-Zero"``, indicating that the operand is a negative zero.
722       * ``"+Zero"``, indicating that the operand is a positive zero.
723       * ``"+Subnormal"``, indicating that the operand is positive and subnormal.
724       * ``"+Normal"``, indicating that the operand is a positive normal number.
725       * ``"+Infinity"``, indicating that the operand is positive infinity.
726       * ``"NaN"``, indicating that the operand is a quiet NaN (Not a Number).
727       * ``"sNaN"``, indicating that the operand is a signaling NaN.
729       .. versionadded:: 2.6
731    .. method:: quantize(exp[, rounding[, context[, watchexp]]])
733       Return a value equal to the first operand after rounding and having the
734       exponent of the second operand.
736       >>> Decimal('1.41421356').quantize(Decimal('1.000'))
737       Decimal('1.414')
739       Unlike other operations, if the length of the coefficient after the
740       quantize operation would be greater than precision, then an
741       :const:`InvalidOperation` is signaled. This guarantees that, unless there
742       is an error condition, the quantized exponent is always equal to that of
743       the right-hand operand.
745       Also unlike other operations, quantize never signals Underflow, even if
746       the result is subnormal and inexact.
748       If the exponent of the second operand is larger than that of the first
749       then rounding may be necessary.  In this case, the rounding mode is
750       determined by the ``rounding`` argument if given, else by the given
751       ``context`` argument; if neither argument is given the rounding mode of
752       the current thread's context is used.
754       If *watchexp* is set (default), then an error is returned whenever the
755       resulting exponent is greater than :attr:`Emax` or less than
756       :attr:`Etiny`.
758    .. method:: radix()
760       Return ``Decimal(10)``, the radix (base) in which the :class:`Decimal`
761       class does all its arithmetic.  Included for compatibility with the
762       specification.
764       .. versionadded:: 2.6
766    .. method:: remainder_near(other[, context])
768       Compute the modulo as either a positive or negative value depending on
769       which is closest to zero.  For instance, ``Decimal(10).remainder_near(6)``
770       returns ``Decimal('-2')`` which is closer to zero than ``Decimal('4')``.
772       If both are equally close, the one chosen will have the same sign as
773       *self*.
775    .. method:: rotate(other[, context])
777       Return the result of rotating the digits of the first operand by an amount
778       specified by the second operand.  The second operand must be an integer in
779       the range -precision through precision.  The absolute value of the second
780       operand gives the number of places to rotate.  If the second operand is
781       positive then rotation is to the left; otherwise rotation is to the right.
782       The coefficient of the first operand is padded on the left with zeros to
783       length precision if necessary.  The sign and exponent of the first operand
784       are unchanged.
786       .. versionadded:: 2.6
788    .. method:: same_quantum(other[, context])
790       Test whether self and other have the same exponent or whether both are
791       :const:`NaN`.
793    .. method:: scaleb(other[, context])
795       Return the first operand with exponent adjusted by the second.
796       Equivalently, return the first operand multiplied by ``10**other``.  The
797       second operand must be an integer.
799       .. versionadded:: 2.6
801    .. method:: shift(other[, context])
803       Return the result of shifting the digits of the first operand by an amount
804       specified by the second operand.  The second operand must be an integer in
805       the range -precision through precision.  The absolute value of the second
806       operand gives the number of places to shift.  If the second operand is
807       positive then the shift is to the left; otherwise the shift is to the
808       right.  Digits shifted into the coefficient are zeros.  The sign and
809       exponent of the first operand are unchanged.
811       .. versionadded:: 2.6
813    .. method:: sqrt([context])
815       Return the square root of the argument to full precision.
818    .. method:: to_eng_string([context])
820       Convert to an engineering-type string.
822       Engineering notation has an exponent which is a multiple of 3, so there
823       are up to 3 digits left of the decimal place.  For example, converts
824       ``Decimal('123E+1')`` to ``Decimal('1.23E+3')``
826    .. method:: to_integral([rounding[, context]])
828       Identical to the :meth:`to_integral_value` method.  The ``to_integral``
829       name has been kept for compatibility with older versions.
831    .. method:: to_integral_exact([rounding[, context]])
833       Round to the nearest integer, signaling :const:`Inexact` or
834       :const:`Rounded` as appropriate if rounding occurs.  The rounding mode is
835       determined by the ``rounding`` parameter if given, else by the given
836       ``context``.  If neither parameter is given then the rounding mode of the
837       current context is used.
839       .. versionadded:: 2.6
841    .. method:: to_integral_value([rounding[, context]])
843       Round to the nearest integer without signaling :const:`Inexact` or
844       :const:`Rounded`.  If given, applies *rounding*; otherwise, uses the
845       rounding method in either the supplied *context* or the current context.
847       .. versionchanged:: 2.6
848          renamed from ``to_integral`` to ``to_integral_value``.  The old name
849          remains valid for compatibility.
851 .. _logical_operands_label:
853 Logical operands
854 ^^^^^^^^^^^^^^^^
856 The :meth:`logical_and`, :meth:`logical_invert`, :meth:`logical_or`,
857 and :meth:`logical_xor` methods expect their arguments to be *logical
858 operands*.  A *logical operand* is a :class:`Decimal` instance whose
859 exponent and sign are both zero, and whose digits are all either
860 :const:`0` or :const:`1`.
862 .. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
865 .. _decimal-context:
867 Context objects
868 ---------------
870 Contexts are environments for arithmetic operations.  They govern precision, set
871 rules for rounding, determine which signals are treated as exceptions, and limit
872 the range for exponents.
874 Each thread has its own current context which is accessed or changed using the
875 :func:`getcontext` and :func:`setcontext` functions:
878 .. function:: getcontext()
880    Return the current context for the active thread.
883 .. function:: setcontext(c)
885    Set the current context for the active thread to *c*.
887 Beginning with Python 2.5, you can also use the :keyword:`with` statement and
888 the :func:`localcontext` function to temporarily change the active context.
891 .. function:: localcontext([c])
893    Return a context manager that will set the current context for the active thread
894    to a copy of *c* on entry to the with-statement and restore the previous context
895    when exiting the with-statement. If no context is specified, a copy of the
896    current context is used.
898    .. versionadded:: 2.5
900    For example, the following code sets the current decimal precision to 42 places,
901    performs a calculation, and then automatically restores the previous context::
903       from decimal import localcontext
905       with localcontext() as ctx:
906           ctx.prec = 42   # Perform a high precision calculation
907           s = calculate_something()
908       s = +s  # Round the final result back to the default precision
910 New contexts can also be created using the :class:`Context` constructor
911 described below. In addition, the module provides three pre-made contexts:
914 .. class:: BasicContext
916    This is a standard context defined by the General Decimal Arithmetic
917    Specification.  Precision is set to nine.  Rounding is set to
918    :const:`ROUND_HALF_UP`.  All flags are cleared.  All traps are enabled (treated
919    as exceptions) except :const:`Inexact`, :const:`Rounded`, and
920    :const:`Subnormal`.
922    Because many of the traps are enabled, this context is useful for debugging.
925 .. class:: ExtendedContext
927    This is a standard context defined by the General Decimal Arithmetic
928    Specification.  Precision is set to nine.  Rounding is set to
929    :const:`ROUND_HALF_EVEN`.  All flags are cleared.  No traps are enabled (so that
930    exceptions are not raised during computations).
932    Because the traps are disabled, this context is useful for applications that
933    prefer to have result value of :const:`NaN` or :const:`Infinity` instead of
934    raising exceptions.  This allows an application to complete a run in the
935    presence of conditions that would otherwise halt the program.
938 .. class:: DefaultContext
940    This context is used by the :class:`Context` constructor as a prototype for new
941    contexts.  Changing a field (such a precision) has the effect of changing the
942    default for new contexts creating by the :class:`Context` constructor.
944    This context is most useful in multi-threaded environments.  Changing one of the
945    fields before threads are started has the effect of setting system-wide
946    defaults.  Changing the fields after threads have started is not recommended as
947    it would require thread synchronization to prevent race conditions.
949    In single threaded environments, it is preferable to not use this context at
950    all.  Instead, simply create contexts explicitly as described below.
952    The default values are precision=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, and enabled traps
953    for Overflow, InvalidOperation, and DivisionByZero.
955 In addition to the three supplied contexts, new contexts can be created with the
956 :class:`Context` constructor.
959 .. class:: Context(prec=None, rounding=None, traps=None, flags=None, Emin=None, Emax=None, capitals=1)
961    Creates a new context.  If a field is not specified or is :const:`None`, the
962    default values are copied from the :const:`DefaultContext`.  If the *flags*
963    field is not specified or is :const:`None`, all flags are cleared.
965    The *prec* field is a positive integer that sets the precision for arithmetic
966    operations in the context.
968    The *rounding* option is one of:
970    * :const:`ROUND_CEILING` (towards :const:`Infinity`),
971    * :const:`ROUND_DOWN` (towards zero),
972    * :const:`ROUND_FLOOR` (towards :const:`-Infinity`),
973    * :const:`ROUND_HALF_DOWN` (to nearest with ties going towards zero),
974    * :const:`ROUND_HALF_EVEN` (to nearest with ties going to nearest even integer),
975    * :const:`ROUND_HALF_UP` (to nearest with ties going away from zero), or
976    * :const:`ROUND_UP` (away from zero).
977    * :const:`ROUND_05UP` (away from zero if last digit after rounding towards zero
978      would have been 0 or 5; otherwise towards zero)
980    The *traps* and *flags* fields list any signals to be set. Generally, new
981    contexts should only set traps and leave the flags clear.
983    The *Emin* and *Emax* fields are integers specifying the outer limits allowable
984    for exponents.
986    The *capitals* field is either :const:`0` or :const:`1` (the default). If set to
987    :const:`1`, exponents are printed with a capital :const:`E`; otherwise, a
988    lowercase :const:`e` is used: :const:`Decimal('6.02e+23')`.
990    .. versionchanged:: 2.6
991       The :const:`ROUND_05UP` rounding mode was added.
993    The :class:`Context` class defines several general purpose methods as well as
994    a large number of methods for doing arithmetic directly in a given context.
995    In addition, for each of the :class:`Decimal` methods described above (with
996    the exception of the :meth:`adjusted` and :meth:`as_tuple` methods) there is
997    a corresponding :class:`Context` method.  For example, ``C.exp(x)`` is
998    equivalent to ``x.exp(context=C)``.
1001    .. method:: clear_flags()
1003       Resets all of the flags to :const:`0`.
1005    .. method:: copy()
1007       Return a duplicate of the context.
1009    .. method:: copy_decimal(num)
1011       Return a copy of the Decimal instance num.
1013    .. method:: create_decimal(num)
1015       Creates a new Decimal instance from *num* but using *self* as
1016       context. Unlike the :class:`Decimal` constructor, the context precision,
1017       rounding method, flags, and traps are applied to the conversion.
1019       This is useful because constants are often given to a greater precision
1020       than is needed by the application.  Another benefit is that rounding
1021       immediately eliminates unintended effects from digits beyond the current
1022       precision. In the following example, using unrounded inputs means that
1023       adding zero to a sum can change the result:
1025       .. doctest:: newcontext
1027          >>> getcontext().prec = 3
1028          >>> Decimal('3.4445') + Decimal('1.0023')
1029          Decimal('4.45')
1030          >>> Decimal('3.4445') + Decimal(0) + Decimal('1.0023')
1031          Decimal('4.44')
1033       This method implements the to-number operation of the IBM specification.
1034       If the argument is a string, no leading or trailing whitespace is
1035       permitted.
1037    .. method:: create_decimal_from_float(f)
1039       Creates a new Decimal instance from a float *f* but rounding using *self*
1040       as the context.  Unlike the :meth:`Decimal.from_float` class method,
1041       the context precision, rounding method, flags, and traps are applied to
1042       the conversion.
1044       .. doctest::
1046          >>> context = Context(prec=5, rounding=ROUND_DOWN)
1047          >>> context.create_decimal_from_float(math.pi)
1048          Decimal('3.1415')
1049          >>> context = Context(prec=5, traps=[Inexact])
1050          >>> context.create_decimal_from_float(math.pi)
1051          Traceback (most recent call last):
1052              ...
1053          Inexact: None
1055       .. versionadded:: 2.7
1057    .. method:: Etiny()
1059       Returns a value equal to ``Emin - prec + 1`` which is the minimum exponent
1060       value for subnormal results.  When underflow occurs, the exponent is set
1061       to :const:`Etiny`.
1064    .. method:: Etop()
1066       Returns a value equal to ``Emax - prec + 1``.
1068    The usual approach to working with decimals is to create :class:`Decimal`
1069    instances and then apply arithmetic operations which take place within the
1070    current context for the active thread.  An alternative approach is to use
1071    context methods for calculating within a specific context.  The methods are
1072    similar to those for the :class:`Decimal` class and are only briefly
1073    recounted here.
1076    .. method:: abs(x)
1078       Returns the absolute value of *x*.
1081    .. method:: add(x, y)
1083       Return the sum of *x* and *y*.
1086    .. method:: canonical(x)
1088       Returns the same Decimal object *x*.
1091    .. method:: compare(x, y)
1093       Compares *x* and *y* numerically.
1096    .. method:: compare_signal(x, y)
1098       Compares the values of the two operands numerically.
1101    .. method:: compare_total(x, y)
1103       Compares two operands using their abstract representation.
1106    .. method:: compare_total_mag(x, y)
1108       Compares two operands using their abstract representation, ignoring sign.
1111    .. method:: copy_abs(x)
1113       Returns a copy of *x* with the sign set to 0.
1116    .. method:: copy_negate(x)
1118       Returns a copy of *x* with the sign inverted.
1121    .. method:: copy_sign(x, y)
1123       Copies the sign from *y* to *x*.
1126    .. method:: divide(x, y)
1128       Return *x* divided by *y*.
1131    .. method:: divide_int(x, y)
1133       Return *x* divided by *y*, truncated to an integer.
1136    .. method:: divmod(x, y)
1138       Divides two numbers and returns the integer part of the result.
1141    .. method:: exp(x)
1143       Returns `e ** x`.
1146    .. method:: fma(x, y, z)
1148       Returns *x* multiplied by *y*, plus *z*.
1151    .. method:: is_canonical(x)
1153       Returns True if *x* is canonical; otherwise returns False.
1156    .. method:: is_finite(x)
1158       Returns True if *x* is finite; otherwise returns False.
1161    .. method:: is_infinite(x)
1163       Returns True if *x* is infinite; otherwise returns False.
1166    .. method:: is_nan(x)
1168       Returns True if *x* is a qNaN or sNaN; otherwise returns False.
1171    .. method:: is_normal(x)
1173       Returns True if *x* is a normal number; otherwise returns False.
1176    .. method:: is_qnan(x)
1178       Returns True if *x* is a quiet NaN; otherwise returns False.
1181    .. method:: is_signed(x)
1183       Returns True if *x* is negative; otherwise returns False.
1186    .. method:: is_snan(x)
1188       Returns True if *x* is a signaling NaN; otherwise returns False.
1191    .. method:: is_subnormal(x)
1193       Returns True if *x* is subnormal; otherwise returns False.
1196    .. method:: is_zero(x)
1198       Returns True if *x* is a zero; otherwise returns False.
1201    .. method:: ln(x)
1203       Returns the natural (base e) logarithm of *x*.
1206    .. method:: log10(x)
1208       Returns the base 10 logarithm of *x*.
1211    .. method:: logb(x)
1213        Returns the exponent of the magnitude of the operand's MSD.
1216    .. method:: logical_and(x, y)
1218       Applies the logical operation *and* between each operand's digits.
1221    .. method:: logical_invert(x)
1223       Invert all the digits in *x*.
1226    .. method:: logical_or(x, y)
1228       Applies the logical operation *or* between each operand's digits.
1231    .. method:: logical_xor(x, y)
1233       Applies the logical operation *xor* between each operand's digits.
1236    .. method:: max(x, y)
1238       Compares two values numerically and returns the maximum.
1241    .. method:: max_mag(x, y)
1243       Compares the values numerically with their sign ignored.
1246    .. method:: min(x, y)
1248       Compares two values numerically and returns the minimum.
1251    .. method:: min_mag(x, y)
1253       Compares the values numerically with their sign ignored.
1256    .. method:: minus(x)
1258       Minus corresponds to the unary prefix minus operator in Python.
1261    .. method:: multiply(x, y)
1263       Return the product of *x* and *y*.
1266    .. method:: next_minus(x)
1268       Returns the largest representable number smaller than *x*.
1271    .. method:: next_plus(x)
1273       Returns the smallest representable number larger than *x*.
1276    .. method:: next_toward(x, y)
1278       Returns the number closest to *x*, in direction towards *y*.
1281    .. method:: normalize(x)
1283       Reduces *x* to its simplest form.
1286    .. method:: number_class(x)
1288       Returns an indication of the class of *x*.
1291    .. method:: plus(x)
1293       Plus corresponds to the unary prefix plus operator in Python.  This
1294       operation applies the context precision and rounding, so it is *not* an
1295       identity operation.
1298    .. method:: power(x, y[, modulo])
1300       Return ``x`` to the power of ``y``, reduced modulo ``modulo`` if given.
1302       With two arguments, compute ``x**y``.  If ``x`` is negative then ``y``
1303       must be integral.  The result will be inexact unless ``y`` is integral and
1304       the result is finite and can be expressed exactly in 'precision' digits.
1305       The result should always be correctly rounded, using the rounding mode of
1306       the current thread's context.
1308       With three arguments, compute ``(x**y) % modulo``.  For the three argument
1309       form, the following restrictions on the arguments hold:
1311          - all three arguments must be integral
1312          - ``y`` must be nonnegative
1313          - at least one of ``x`` or ``y`` must be nonzero
1314          - ``modulo`` must be nonzero and have at most 'precision' digits
1316       The result of ``Context.power(x, y, modulo)`` is identical to the result
1317       that would be obtained by computing ``(x**y) % modulo`` with unbounded
1318       precision, but is computed more efficiently.  It is always exact.
1320       .. versionchanged:: 2.6
1321          ``y`` may now be nonintegral in ``x**y``.
1322          Stricter requirements for the three-argument version.
1325    .. method:: quantize(x, y)
1327       Returns a value equal to *x* (rounded), having the exponent of *y*.
1330    .. method:: radix()
1332       Just returns 10, as this is Decimal, :)
1335    .. method:: remainder(x, y)
1337       Returns the remainder from integer division.
1339       The sign of the result, if non-zero, is the same as that of the original
1340       dividend.
1342    .. method:: remainder_near(x, y)
1344       Returns ``x - y * n``, where *n* is the integer nearest the exact value
1345       of ``x / y`` (if the result is 0 then its sign will be the sign of *x*).
1348    .. method:: rotate(x, y)
1350       Returns a rotated copy of *x*, *y* times.
1353    .. method:: same_quantum(x, y)
1355       Returns True if the two operands have the same exponent.
1358    .. method:: scaleb (x, y)
1360       Returns the first operand after adding the second value its exp.
1363    .. method:: shift(x, y)
1365       Returns a shifted copy of *x*, *y* times.
1368    .. method:: sqrt(x)
1370       Square root of a non-negative number to context precision.
1373    .. method:: subtract(x, y)
1375       Return the difference between *x* and *y*.
1378    .. method:: to_eng_string(x)
1380       Converts a number to a string, using scientific notation.
1383    .. method:: to_integral_exact(x)
1385       Rounds to an integer.
1388    .. method:: to_sci_string(x)
1390       Converts a number to a string using scientific notation.
1392 .. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1395 .. _decimal-signals:
1397 Signals
1398 -------
1400 Signals represent conditions that arise during computation. Each corresponds to
1401 one context flag and one context trap enabler.
1403 The context flag is set whenever the condition is encountered. After the
1404 computation, flags may be checked for informational purposes (for instance, to
1405 determine whether a computation was exact). After checking the flags, be sure to
1406 clear all flags before starting the next computation.
1408 If the context's trap enabler is set for the signal, then the condition causes a
1409 Python exception to be raised.  For example, if the :class:`DivisionByZero` trap
1410 is set, then a :exc:`DivisionByZero` exception is raised upon encountering the
1411 condition.
1414 .. class:: Clamped
1416    Altered an exponent to fit representation constraints.
1418    Typically, clamping occurs when an exponent falls outside the context's
1419    :attr:`Emin` and :attr:`Emax` limits.  If possible, the exponent is reduced to
1420    fit by adding zeros to the coefficient.
1423 .. class:: DecimalException
1425    Base class for other signals and a subclass of :exc:`ArithmeticError`.
1428 .. class:: DivisionByZero
1430    Signals the division of a non-infinite number by zero.
1432    Can occur with division, modulo division, or when raising a number to a negative
1433    power.  If this signal is not trapped, returns :const:`Infinity` or
1434    :const:`-Infinity` with the sign determined by the inputs to the calculation.
1437 .. class:: Inexact
1439    Indicates that rounding occurred and the result is not exact.
1441    Signals when non-zero digits were discarded during rounding. The rounded result
1442    is returned.  The signal flag or trap is used to detect when results are
1443    inexact.
1446 .. class:: InvalidOperation
1448    An invalid operation was performed.
1450    Indicates that an operation was requested that does not make sense. If not
1451    trapped, returns :const:`NaN`.  Possible causes include::
1453       Infinity - Infinity
1454       0 * Infinity
1455       Infinity / Infinity
1456       x % 0
1457       Infinity % x
1458       x._rescale( non-integer )
1459       sqrt(-x) and x > 0
1460       0 ** 0
1461       x ** (non-integer)
1462       x ** Infinity
1465 .. class:: Overflow
1467    Numerical overflow.
1469    Indicates the exponent is larger than :attr:`Emax` after rounding has
1470    occurred.  If not trapped, the result depends on the rounding mode, either
1471    pulling inward to the largest representable finite number or rounding outward
1472    to :const:`Infinity`.  In either case, :class:`Inexact` and :class:`Rounded`
1473    are also signaled.
1476 .. class:: Rounded
1478    Rounding occurred though possibly no information was lost.
1480    Signaled whenever rounding discards digits; even if those digits are zero
1481    (such as rounding :const:`5.00` to :const:`5.0`).  If not trapped, returns
1482    the result unchanged.  This signal is used to detect loss of significant
1483    digits.
1486 .. class:: Subnormal
1488    Exponent was lower than :attr:`Emin` prior to rounding.
1490    Occurs when an operation result is subnormal (the exponent is too small). If
1491    not trapped, returns the result unchanged.
1494 .. class:: Underflow
1496    Numerical underflow with result rounded to zero.
1498    Occurs when a subnormal result is pushed to zero by rounding. :class:`Inexact`
1499    and :class:`Subnormal` are also signaled.
1501 The following table summarizes the hierarchy of signals::
1503    exceptions.ArithmeticError(exceptions.StandardError)
1504        DecimalException
1505            Clamped
1506            DivisionByZero(DecimalException, exceptions.ZeroDivisionError)
1507            Inexact
1508                Overflow(Inexact, Rounded)
1509                Underflow(Inexact, Rounded, Subnormal)
1510            InvalidOperation
1511            Rounded
1512            Subnormal
1514 .. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1517 .. _decimal-notes:
1519 Floating Point Notes
1520 --------------------
1523 Mitigating round-off error with increased precision
1524 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1526 The use of decimal floating point eliminates decimal representation error
1527 (making it possible to represent :const:`0.1` exactly); however, some operations
1528 can still incur round-off error when non-zero digits exceed the fixed precision.
1530 The effects of round-off error can be amplified by the addition or subtraction
1531 of nearly offsetting quantities resulting in loss of significance.  Knuth
1532 provides two instructive examples where rounded floating point arithmetic with
1533 insufficient precision causes the breakdown of the associative and distributive
1534 properties of addition:
1536 .. doctest:: newcontext
1538    # Examples from Seminumerical Algorithms, Section 4.2.2.
1539    >>> from decimal import Decimal, getcontext
1540    >>> getcontext().prec = 8
1542    >>> u, v, w = Decimal(11111113), Decimal(-11111111), Decimal('7.51111111')
1543    >>> (u + v) + w
1544    Decimal('9.5111111')
1545    >>> u + (v + w)
1546    Decimal('10')
1548    >>> u, v, w = Decimal(20000), Decimal(-6), Decimal('6.0000003')
1549    >>> (u*v) + (u*w)
1550    Decimal('0.01')
1551    >>> u * (v+w)
1552    Decimal('0.0060000')
1554 The :mod:`decimal` module makes it possible to restore the identities by
1555 expanding the precision sufficiently to avoid loss of significance:
1557 .. doctest:: newcontext
1559    >>> getcontext().prec = 20
1560    >>> u, v, w = Decimal(11111113), Decimal(-11111111), Decimal('7.51111111')
1561    >>> (u + v) + w
1562    Decimal('9.51111111')
1563    >>> u + (v + w)
1564    Decimal('9.51111111')
1565    >>>
1566    >>> u, v, w = Decimal(20000), Decimal(-6), Decimal('6.0000003')
1567    >>> (u*v) + (u*w)
1568    Decimal('0.0060000')
1569    >>> u * (v+w)
1570    Decimal('0.0060000')
1573 Special values
1574 ^^^^^^^^^^^^^^
1576 The number system for the :mod:`decimal` module provides special values
1577 including :const:`NaN`, :const:`sNaN`, :const:`-Infinity`, :const:`Infinity`,
1578 and two zeros, :const:`+0` and :const:`-0`.
1580 Infinities can be constructed directly with:  ``Decimal('Infinity')``. Also,
1581 they can arise from dividing by zero when the :exc:`DivisionByZero` signal is
1582 not trapped.  Likewise, when the :exc:`Overflow` signal is not trapped, infinity
1583 can result from rounding beyond the limits of the largest representable number.
1585 The infinities are signed (affine) and can be used in arithmetic operations
1586 where they get treated as very large, indeterminate numbers.  For instance,
1587 adding a constant to infinity gives another infinite result.
1589 Some operations are indeterminate and return :const:`NaN`, or if the
1590 :exc:`InvalidOperation` signal is trapped, raise an exception.  For example,
1591 ``0/0`` returns :const:`NaN` which means "not a number".  This variety of
1592 :const:`NaN` is quiet and, once created, will flow through other computations
1593 always resulting in another :const:`NaN`.  This behavior can be useful for a
1594 series of computations that occasionally have missing inputs --- it allows the
1595 calculation to proceed while flagging specific results as invalid.
1597 A variant is :const:`sNaN` which signals rather than remaining quiet after every
1598 operation.  This is a useful return value when an invalid result needs to
1599 interrupt a calculation for special handling.
1601 The behavior of Python's comparison operators can be a little surprising where a
1602 :const:`NaN` is involved.  A test for equality where one of the operands is a
1603 quiet or signaling :const:`NaN` always returns :const:`False` (even when doing
1604 ``Decimal('NaN')==Decimal('NaN')``), while a test for inequality always returns
1605 :const:`True`.  An attempt to compare two Decimals using any of the ``<``,
1606 ``<=``, ``>`` or ``>=`` operators will raise the :exc:`InvalidOperation` signal
1607 if either operand is a :const:`NaN`, and return :const:`False` if this signal is
1608 not trapped.  Note that the General Decimal Arithmetic specification does not
1609 specify the behavior of direct comparisons; these rules for comparisons
1610 involving a :const:`NaN` were taken from the IEEE 854 standard (see Table 3 in
1611 section 5.7).  To ensure strict standards-compliance, use the :meth:`compare`
1612 and :meth:`compare-signal` methods instead.
1614 The signed zeros can result from calculations that underflow. They keep the sign
1615 that would have resulted if the calculation had been carried out to greater
1616 precision.  Since their magnitude is zero, both positive and negative zeros are
1617 treated as equal and their sign is informational.
1619 In addition to the two signed zeros which are distinct yet equal, there are
1620 various representations of zero with differing precisions yet equivalent in
1621 value.  This takes a bit of getting used to.  For an eye accustomed to
1622 normalized floating point representations, it is not immediately obvious that
1623 the following calculation returns a value equal to zero:
1625    >>> 1 / Decimal('Infinity')
1626    Decimal('0E-1000000026')
1628 .. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1631 .. _decimal-threads:
1633 Working with threads
1634 --------------------
1636 The :func:`getcontext` function accesses a different :class:`Context` object for
1637 each thread.  Having separate thread contexts means that threads may make
1638 changes (such as ``getcontext.prec=10``) without interfering with other threads.
1640 Likewise, the :func:`setcontext` function automatically assigns its target to
1641 the current thread.
1643 If :func:`setcontext` has not been called before :func:`getcontext`, then
1644 :func:`getcontext` will automatically create a new context for use in the
1645 current thread.
1647 The new context is copied from a prototype context called *DefaultContext*. To
1648 control the defaults so that each thread will use the same values throughout the
1649 application, directly modify the *DefaultContext* object. This should be done
1650 *before* any threads are started so that there won't be a race condition between
1651 threads calling :func:`getcontext`. For example::
1653    # Set applicationwide defaults for all threads about to be launched
1654    DefaultContext.prec = 12
1655    DefaultContext.rounding = ROUND_DOWN
1656    DefaultContext.traps = ExtendedContext.traps.copy()
1657    DefaultContext.traps[InvalidOperation] = 1
1658    setcontext(DefaultContext)
1660    # Afterwards, the threads can be started
1661    t1.start()
1662    t2.start()
1663    t3.start()
1664     . . .
1666 .. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1669 .. _decimal-recipes:
1671 Recipes
1672 -------
1674 Here are a few recipes that serve as utility functions and that demonstrate ways
1675 to work with the :class:`Decimal` class::
1677    def moneyfmt(value, places=2, curr='', sep=',', dp='.',
1678                 pos='', neg='-', trailneg=''):
1679        """Convert Decimal to a money formatted string.
1681        places:  required number of places after the decimal point
1682        curr:    optional currency symbol before the sign (may be blank)
1683        sep:     optional grouping separator (comma, period, space, or blank)
1684        dp:      decimal point indicator (comma or period)
1685                 only specify as blank when places is zero
1686        pos:     optional sign for positive numbers: '+', space or blank
1687        neg:     optional sign for negative numbers: '-', '(', space or blank
1688        trailneg:optional trailing minus indicator:  '-', ')', space or blank
1690        >>> d = Decimal('-1234567.8901')
1691        >>> moneyfmt(d, curr='$')
1692        '-$1,234,567.89'
1693        >>> moneyfmt(d, places=0, sep='.', dp='', neg='', trailneg='-')
1694        '1.234.568-'
1695        >>> moneyfmt(d, curr='$', neg='(', trailneg=')')
1696        '($1,234,567.89)'
1697        >>> moneyfmt(Decimal(123456789), sep=' ')
1698        '123 456 789.00'
1699        >>> moneyfmt(Decimal('-0.02'), neg='<', trailneg='>')
1700        '<0.02>'
1702        """
1703        q = Decimal(10) ** -places      # 2 places --> '0.01'
1704        sign, digits, exp = value.quantize(q).as_tuple()
1705        result = []
1706        digits = map(str, digits)
1707        build, next = result.append, digits.pop
1708        if sign:
1709            build(trailneg)
1710        for i in range(places):
1711            build(next() if digits else '0')
1712        build(dp)
1713        if not digits:
1714            build('0')
1715        i = 0
1716        while digits:
1717            build(next())
1718            i += 1
1719            if i == 3 and digits:
1720                i = 0
1721                build(sep)
1722        build(curr)
1723        build(neg if sign else pos)
1724        return ''.join(reversed(result))
1726    def pi():
1727        """Compute Pi to the current precision.
1729        >>> print pi()
1730        3.141592653589793238462643383
1732        """
1733        getcontext().prec += 2  # extra digits for intermediate steps
1734        three = Decimal(3)      # substitute "three=3.0" for regular floats
1735        lasts, t, s, n, na, d, da = 0, three, 3, 1, 0, 0, 24
1736        while s != lasts:
1737            lasts = s
1738            n, na = n+na, na+8
1739            d, da = d+da, da+32
1740            t = (t * n) / d
1741            s += t
1742        getcontext().prec -= 2
1743        return +s               # unary plus applies the new precision
1745    def exp(x):
1746        """Return e raised to the power of x.  Result type matches input type.
1748        >>> print exp(Decimal(1))
1749        2.718281828459045235360287471
1750        >>> print exp(Decimal(2))
1751        7.389056098930650227230427461
1752        >>> print exp(2.0)
1753        7.38905609893
1754        >>> print exp(2+0j)
1755        (7.38905609893+0j)
1757        """
1758        getcontext().prec += 2
1759        i, lasts, s, fact, num = 0, 0, 1, 1, 1
1760        while s != lasts:
1761            lasts = s
1762            i += 1
1763            fact *= i
1764            num *= x
1765            s += num / fact
1766        getcontext().prec -= 2
1767        return +s
1769    def cos(x):
1770        """Return the cosine of x as measured in radians.
1772        >>> print cos(Decimal('0.5'))
1773        0.8775825618903727161162815826
1774        >>> print cos(0.5)
1775        0.87758256189
1776        >>> print cos(0.5+0j)
1777        (0.87758256189+0j)
1779        """
1780        getcontext().prec += 2
1781        i, lasts, s, fact, num, sign = 0, 0, 1, 1, 1, 1
1782        while s != lasts:
1783            lasts = s
1784            i += 2
1785            fact *= i * (i-1)
1786            num *= x * x
1787            sign *= -1
1788            s += num / fact * sign
1789        getcontext().prec -= 2
1790        return +s
1792    def sin(x):
1793        """Return the sine of x as measured in radians.
1795        >>> print sin(Decimal('0.5'))
1796        0.4794255386042030002732879352
1797        >>> print sin(0.5)
1798        0.479425538604
1799        >>> print sin(0.5+0j)
1800        (0.479425538604+0j)
1802        """
1803        getcontext().prec += 2
1804        i, lasts, s, fact, num, sign = 1, 0, x, 1, x, 1
1805        while s != lasts:
1806            lasts = s
1807            i += 2
1808            fact *= i * (i-1)
1809            num *= x * x
1810            sign *= -1
1811            s += num / fact * sign
1812        getcontext().prec -= 2
1813        return +s
1816 .. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1819 .. _decimal-faq:
1821 Decimal FAQ
1822 -----------
1824 Q. It is cumbersome to type ``decimal.Decimal('1234.5')``.  Is there a way to
1825 minimize typing when using the interactive interpreter?
1827 A. Some users abbreviate the constructor to just a single letter:
1829    >>> D = decimal.Decimal
1830    >>> D('1.23') + D('3.45')
1831    Decimal('4.68')
1833 Q. In a fixed-point application with two decimal places, some inputs have many
1834 places and need to be rounded.  Others are not supposed to have excess digits
1835 and need to be validated.  What methods should be used?
1837 A. The :meth:`quantize` method rounds to a fixed number of decimal places. If
1838 the :const:`Inexact` trap is set, it is also useful for validation:
1840    >>> TWOPLACES = Decimal(10) ** -2       # same as Decimal('0.01')
1842    >>> # Round to two places
1843    >>> Decimal('3.214').quantize(TWOPLACES)
1844    Decimal('3.21')
1846    >>> # Validate that a number does not exceed two places
1847    >>> Decimal('3.21').quantize(TWOPLACES, context=Context(traps=[Inexact]))
1848    Decimal('3.21')
1850    >>> Decimal('3.214').quantize(TWOPLACES, context=Context(traps=[Inexact]))
1851    Traceback (most recent call last):
1852       ...
1853    Inexact: None
1855 Q. Once I have valid two place inputs, how do I maintain that invariant
1856 throughout an application?
1858 A. Some operations like addition, subtraction, and multiplication by an integer
1859 will automatically preserve fixed point.  Others operations, like division and
1860 non-integer multiplication, will change the number of decimal places and need to
1861 be followed-up with a :meth:`quantize` step:
1863     >>> a = Decimal('102.72')           # Initial fixed-point values
1864     >>> b = Decimal('3.17')
1865     >>> a + b                           # Addition preserves fixed-point
1866     Decimal('105.89')
1867     >>> a - b
1868     Decimal('99.55')
1869     >>> a * 42                          # So does integer multiplication
1870     Decimal('4314.24')
1871     >>> (a * b).quantize(TWOPLACES)     # Must quantize non-integer multiplication
1872     Decimal('325.62')
1873     >>> (b / a).quantize(TWOPLACES)     # And quantize division
1874     Decimal('0.03')
1876 In developing fixed-point applications, it is convenient to define functions
1877 to handle the :meth:`quantize` step:
1879     >>> def mul(x, y, fp=TWOPLACES):
1880     ...     return (x * y).quantize(fp)
1881     >>> def div(x, y, fp=TWOPLACES):
1882     ...     return (x / y).quantize(fp)
1884     >>> mul(a, b)                       # Automatically preserve fixed-point
1885     Decimal('325.62')
1886     >>> div(b, a)
1887     Decimal('0.03')
1889 Q. There are many ways to express the same value.  The numbers :const:`200`,
1890 :const:`200.000`, :const:`2E2`, and :const:`.02E+4` all have the same value at
1891 various precisions. Is there a way to transform them to a single recognizable
1892 canonical value?
1894 A. The :meth:`normalize` method maps all equivalent values to a single
1895 representative:
1897    >>> values = map(Decimal, '200 200.000 2E2 .02E+4'.split())
1898    >>> [v.normalize() for v in values]
1899    [Decimal('2E+2'), Decimal('2E+2'), Decimal('2E+2'), Decimal('2E+2')]
1901 Q. Some decimal values always print with exponential notation.  Is there a way
1902 to get a non-exponential representation?
1904 A. For some values, exponential notation is the only way to express the number
1905 of significant places in the coefficient.  For example, expressing
1906 :const:`5.0E+3` as :const:`5000` keeps the value constant but cannot show the
1907 original's two-place significance.
1909 If an application does not care about tracking significance, it is easy to
1910 remove the exponent and trailing zeros, losing significance, but keeping the
1911 value unchanged::
1913     def remove_exponent(d):
1914         '''Remove exponent and trailing zeros.
1916         >>> remove_exponent(Decimal('5E+3'))
1917         Decimal('5000')
1919         '''
1920         return d.quantize(Decimal(1)) if d == d.to_integral() else d.normalize()
1922 Q. Is there a way to convert a regular float to a Decimal?
1924 A. Yes, the classmethod :meth:`from_float` makes an exact conversion.
1926 The regular decimal constructor does not do this by default because there is
1927 some question about whether it is advisable to mix binary and decimal floating
1928 point. Also, its use requires some care to avoid the representation issues
1929 associated with binary floating point:
1931    >>> Decimal.from_float(1.1)
1932    Decimal('1.100000000000000088817841970012523233890533447265625')
1934 Q. Within a complex calculation, how can I make sure that I haven't gotten a
1935 spurious result because of insufficient precision or rounding anomalies.
1937 A. The decimal module makes it easy to test results.  A best practice is to
1938 re-run calculations using greater precision and with various rounding modes.
1939 Widely differing results indicate insufficient precision, rounding mode issues,
1940 ill-conditioned inputs, or a numerically unstable algorithm.
1942 Q. I noticed that context precision is applied to the results of operations but
1943 not to the inputs.  Is there anything to watch out for when mixing values of
1944 different precisions?
1946 A. Yes.  The principle is that all values are considered to be exact and so is
1947 the arithmetic on those values.  Only the results are rounded.  The advantage
1948 for inputs is that "what you type is what you get".  A disadvantage is that the
1949 results can look odd if you forget that the inputs haven't been rounded:
1951 .. doctest:: newcontext
1953    >>> getcontext().prec = 3
1954    >>> Decimal('3.104') + Decimal('2.104')
1955    Decimal('5.21')
1956    >>> Decimal('3.104') + Decimal('0.000') + Decimal('2.104')
1957    Decimal('5.20')
1959 The solution is either to increase precision or to force rounding of inputs
1960 using the unary plus operation:
1962 .. doctest:: newcontext
1964    >>> getcontext().prec = 3
1965    >>> +Decimal('1.23456789')      # unary plus triggers rounding
1966    Decimal('1.23')
1968 Alternatively, inputs can be rounded upon creation using the
1969 :meth:`Context.create_decimal` method:
1971    >>> Context(prec=5, rounding=ROUND_DOWN).create_decimal('1.2345678')
1972    Decimal('1.2345')