decimalの使い方とは？様々な言語でのdecimalの使い方を紹介！

C#
プログラミング言語

公開日時: 2021-04-06 　更新日時: 2022-06-01

この記事でわかること

システム エンジニア: decimalを誤差なく使う方法について教えてください。

プロジェクト マネージャー: 言語によって使い方がそれぞれ違うので、言語ごとに紹介していきましょう。

様々な言語でのdecimalの使い方を紹介します

今回は、様々な言語でのdecimalの使い方を紹介します。
例えば、十進数の「1.1」を2進数に変換すると「1.0001100110011001100110011001…」となり「1001」の部分が無限に繰り返されます。そのため、少数の型に格納するには丸められます。丸めた値で計算すると、計算結果に誤差が生じます。
この誤差をなくして計算するために、decimalを使用します。

ここでは、
・Ruby
・Python
・Java
・C#
・VB.net
でのdecimalの使い方を紹介します。

decimalの使い方に興味のある方はぜひご覧ください。

Ruby

Rubyでのdecimalの使い方を紹介します。実際のソースコードを見てみましょう。BigDecimalを扱うために「require ‘bigdecimal’」が必要です。

require 'bigdecimal'
require 'bigdecimal/util'  #<= to_d メソッド使うための記述

# BigDecimalを使うと誤差なく計算できる
puts (BigDecimal('1.1') + 2.2) == 3.3                             # true
puts (BigDecimal('1.1') + BigDecimal('2.2')) == BigDecimal('3.3') # true
puts ('1.1'.to_d + 2.2) == 3.3                                    # true
puts ('1.1'.to_d + '2.2'.to_d) == '3.3'.to_d                      # true

# BigDecimalでないと計算結果に誤差が生じる
puts (1.1 + 2.2) == 3.3 # false

# 加減乗除
puts (BigDecimal('1.1') + 2.2) # 0.33e1
puts (BigDecimal('1.1') - 2.2) # -0.11e1
puts (BigDecimal('1.1') * 2.2) # 0.242e1
puts (BigDecimal('1.1') / 2.2) # 0.5e0

require 'bigdecimal'

require 'bigdecimal/util' #<= to_d メソッド使うための記述

# BigDecimalを使うと誤差なく計算できる

puts (BigDecimal('1.1') + 2.2) == 3.3 # true

puts (BigDecimal('1.1') + BigDecimal('2.2')) == BigDecimal('3.3') # true

puts ('1.1'.to_d + 2.2) == 3.3 # true

puts ('1.1'.to_d + '2.2'.to_d) == '3.3'.to_d # true

# BigDecimalでないと計算結果に誤差が生じる

puts (1.1 + 2.2) == 3.3 # false

# 加減乗除

puts (BigDecimal('1.1') + 2.2) # 0.33e1

puts (BigDecimal('1.1') - 2.2) # -0.11e1

puts (BigDecimal('1.1') * 2.2) # 0.242e1

puts (BigDecimal('1.1') / 2.2) # 0.5e0

実行結果は以下のようになります。

true
true
true
true
false
0.33e1
-0.11e1
0.242e1
0.5e0

true

false

0.33e1

-0.11e1

0.242e1

0.5e0

BigDecimal（’数値’）と’数値’.to_dは同じです。to_dを使うほうが、ソースコードがシンプルになります。
BigDecimalでないと計算結果に誤差が生じます。BigDecimalを使うと誤差なく計算できることが分かります。

Python

Pythonでのdecimalの使い方を紹介します。実際のソースコードを見てみましょう。
Decimalを扱うためには「from decimal import Decimal」が必要です。

from decimal import Decimal

# Decimalの宣言
d1 = Decimal('1.1')
d2 = Decimal('2.2')
d3 = Decimal('3.3')

# Decimalを使うと誤差なく計算できる
print(d1 + d2 == d3)    # True

# Decimalでないと計算結果に誤差が生じる
print(1.1 + 2.2 == 3.3) # False

# 加減乗除
print(d1 + d2) # 3.3
print(d1 - d2) # -1.1
print(d1 * d2) # 2.42
print(d1 / d2) # 0.5

from decimal import Decimal

# Decimalの宣言

d1 = Decimal('1.1')

d2 = Decimal('2.2')

d3 = Decimal('3.3')

# Decimalを使うと誤差なく計算できる

print(d1 + d2 == d3) # True

# Decimalでないと計算結果に誤差が生じる

print(1.1 + 2.2 == 3.3) # False

# 加減乗除

print(d1 + d2) # 3.3

print(d1 - d2) # -1.1

print(d1 * d2) # 2.42

print(d1 / d2) # 0.5

実行結果は以下のようになります。

True
False
3.3
-1.1
2.42
0.5

True

False

3.3

-1.1

2.42

0.5

Decimalでないと計算結果に誤差が生じます。Decimalを使うと誤差なく計算できることが分かります。

Java

Javaでのdecimalの使い方を紹介します。実際のソースコードを見てみましょう。
BigDecimalクラスを使用するには、「import java.math.BigDecimal;」が必要です。

import java.math.BigDecimal;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // BigDecimalの宣言
        BigDecimal val1 = new BigDecimal("1.1");
        BigDecimal val2 = new BigDecimal("2.2");
        
        // BigDecimalを使うと誤差なく計算できる
        System.out.println((val1.add(val2)).equals(new BigDecimal("3.3"))); // true
        // BigDecimalでないと計算結果に誤差が生じる
        System.out.println((1.1 + 2.2) == 3.3); // false

        // 加減乗除
        System.out.println(val1.add(val2));      // 3.3
        System.out.println(val1.subtract(val2)); // -1.1
        System.out.println(val1.multiply(val2)); // 2.42
        System.out.println(val1.divide(val2));   // 0.5
    }
}

import java.math.BigDecimal;

public class Main {

public static void main(String[] args) throws Exception {

// BigDecimalの宣言

BigDecimal val1 = new BigDecimal("1.1");

BigDecimal val2 = new BigDecimal("2.2");

// BigDecimalを使うと誤差なく計算できる

System.out.println((val1.add(val2)).equals(new BigDecimal("3.3"))); // true

// BigDecimalでないと計算結果に誤差が生じる

System.out.println((1.1 + 2.2) == 3.3); // false

// 加減乗除

System.out.println(val1.add(val2)); // 3.3

System.out.println(val1.subtract(val2)); // -1.1

System.out.println(val1.multiply(val2)); // 2.42

System.out.println(val1.divide(val2)); // 0.5

}

実行結果は以下のようになります。

true
false
3.3
-1.1
2.42
0.5

true

false

3.3

-1.1

2.42

0.5

加減乗除は「+」や「-」ではなく、addやsubtractなどのメソッドが用意されています。
BigDecimalでないと計算結果に誤差が生じます。BigDecimalを使うと誤差なく計算できることが分かります。

C#

C#でのdecimalの使い方を紹介します。実際のソースコードを見てみましょう。

using System;

public class Hello{
    public static void Main(){
        // decimalの宣言
        decimal d1 = 1.1m;
        decimal d2 = 2.2m;

        // decimalを使うと誤差なく計算できる
        Console.WriteLine((d1 + d2) == 3.3m);  // True
        // decimalでないと計算結果に誤差が生じる
        Console.WriteLine((1.1 + 2.2) == 3.3); // False

        // 加減乗除
        Console.WriteLine(d1 + d2); // 3.3
        Console.WriteLine(d1 - d2); // -1.1
        Console.WriteLine(d1 * d2); // 2.42
        Console.WriteLine(d1 / d2); // 0.5
    }
}

using System;

public class Hello{

public static void Main(){

// decimalの宣言

decimal d1 = 1.1m;

decimal d2 = 2.2m;

// decimalを使うと誤差なく計算できる

Console.WriteLine((d1 + d2) == 3.3m); // True

// decimalでないと計算結果に誤差が生じる

Console.WriteLine((1.1 + 2.2) == 3.3); // False

// 加減乗除

Console.WriteLine(d1 + d2); // 3.3

Console.WriteLine(d1 - d2); // -1.1

Console.WriteLine(d1 * d2); // 2.42

Console.WriteLine(d1 / d2); // 0.5

}

実行結果は以下のようになります。

True
False
3.3
-1.1
2.42
0.5

True

False

3.3

-1.1

2.42

0.5

decimal でないと計算結果に誤差が生じます。decimal を使うと誤差なく計算できることが分かります。

VB.net

VB.netでのdecimalの使い方を紹介します。実際のソースコードを見てみましょう。

public class compiler
  shared function Main as integer

    Dim d1 As Decimal = 1.1D
    Dim d2 As Decimal = 2.2D

    ' Decimalを使うと誤差なく計算できる
    Console.WriteLine((d1 + d2) = 3.3D)  ' True
    ' Decimalでないと計算結果に誤差が生じる
    Console.WriteLine((1.1 + 2.2) = 3.3) ' False

    ' 加減乗除
    Console.WriteLine(d1 + d2) ' 3.3
    Console.WriteLine(d1 - d2) ' -1.1
    Console.WriteLine(d1 * d2) ' 2.42
    Console.WriteLine(d1 / d2) ' 0.5

    return 0
  End function
end class

public class compiler

shared function Main as integer

Dim d1 As Decimal = 1.1D

Dim d2 As Decimal = 2.2D

' Decimalを使うと誤差なく計算できる

Console.WriteLine((d1 + d2) = 3.3D) ' True

' Decimalでないと計算結果に誤差が生じる

Console.WriteLine((1.1 + 2.2) = 3.3) ' False

' 加減乗除

Console.WriteLine(d1 + d2) ' 3.3

Console.WriteLine(d1 - d2) ' -1.1

Console.WriteLine(d1 * d2) ' 2.42

Console.WriteLine(d1 / d2) ' 0.5

return 0

End function

end class

実行結果は以下のようになります。

True
False
3.3
-1.1
2.42
0.5

True

False

3.3

-1.1

2.42

0.5

Decimalでないと計算結果に誤差が生じます。Decimalを使うと誤差なく計算できることが分かります。

システム エンジニア: それぞれの言語によって、定義の方法が違うのも面白いところですね。

プロジェクト マネージャー: Decimalを利用することで計算結果の誤差がなくなりますが、誤差が必要になるシステムもありますので、確実にマスターしておくことが望ましいでしょう。

まとめ

いかがでしたでしょうか。誤差をなくして計算するために、decimalを使用します。decimalを使用しないと、計算結果に誤差が生じることが分かりました。

ここでは、様々な言語（Ruby、Python、Java、C#、VB.net）でのdecimalの使い方を紹介しました。また、各言語での使い方の違いや加減乗除の計算方法について紹介しました。

演算の誤差があっても良いか否かはシステムによるところがあります。例えば、お金の計算をするようなシステムでは、誤差は致命的です。誤差の発生しないような演算をするように心がけてください。

ぜひご自身でソースコードを書いて、理解を深めてください。

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