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【Ruby のまずいコード】除算の落とし穴

Last updated at Posted at 2021-11-30

お題

体重と身長だけから算出されるおおざっぱな肥満度の指数として BMI(Body Mass Index)というものがありますね。
体重を $w$ kg,身長を $h$ m とすると,

\textrm{BMI} = \frac{ w }{ h^2 }

と表されます。18.5 以上 25 未満が標準だそうです。

では,体重を kg で,身長を cm で与えると BMI 値を返すメソッドを定義してみましょう。上の式では身長の単位は m ですが,cm のほうが扱いやすいので,cm にしましょう。すると 10000 を掛けることになりますね。

コード

ときどき,こういうコード(に類するもの)を目にします。

def bmi(weight, height)
  10_000 * weight / height ** 2
end

問題点

このメソッドは,正確な値を返さないことがあります。
Ruby の除算演算子 / は,非除数(割られる数),除数(割る数)がいずれも Integer オブジェクトのとき,普通の商ではなく整商(整数の商)を返す仕様なのです。
つまり,

p 5 / 4.0 # => 1.25
p 5 / 4   # => 1

となります。

したがって,体重 55 kg,身長 172 cm の人は BMI 値が本来は

18.591130340724717

と標準の範囲に入るはずですが,引数を整数で与えると

p bmi(55, 172) # => 18

となって,「低体重」とされてしまいます。
返り値が正しい値と少ししか違わないので,気づきにくいバグと言えます。

改善

/ のような,数値のクラスによって意味がガラッと変わる演算子は要注意です。

今の場合,Numeric#fdiv を用いて

def bmi(weight, height)
  10_000 * weight.fdiv(height ** 2)
end

とするとか,Integer リテラルの 10_000 を Float リテラルの 10_000.0 に代えて

def bmi(weight, height)
  10_000.0 * weight / height ** 2
end

とすれば直ります。

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