php精度計算的問題解析

 更新時間:2019年06月21日 10:23:30   作者:星宇東東   我要評論
這篇文章主要介紹了php精度計算的問題解析,如果用php的+-*/計算浮點數的時候,可能會遇到一些計算結果錯誤的問題,比如上面 的 echo intval( 0.58*100 );會打印57,而不是58,需要的朋友可以參考下

PHP

var_dump(intval(0.58 * 100));

正確結果是 57,而不是 58

浮點運算惹的禍

其實這些結果都并非語言的 bug,但和語言的實現原理有關, js 所有數字統一為 Number, 包括整形實際上全都是雙精度(double)類型。

而PHP會區分 int 還是 float。不管什么語言,只要涉及浮點運算,都是存在類似的問題,使用時一定要注意。

說明:如果用php的+-*/計算浮點數的時候,可能會遇到一些計算結果錯誤的問題,比如上面 的 echo intval( 0.58*100 );會打印57,而不是58,這個其實是計算機底層二進制無法精確表示浮點數的一個bug,是跨語言的,我用python也遇到這個問題。所以基本上大部 分語言都提供了精準計算的類庫或函數庫,比如php有BC高精確度函數庫,稍后我紹一下一些常用的BC高精確度函數使用。

還是回到上面的57,58問題。

為啥輸出是57啊? PHP的bug么?

要搞明白這個原因, 首先我們要知道浮點數的表示(IEEE 754):

  • 浮點數, 以64位的長度(雙精度)為例, 會采用1位符號位(E), 11指數位(Q), 52位尾數(M)表示(一共64位).
  • 符號位:最高位表示數據的正負,0表示正數,1表示負數。
  • 指數位:表示數據以2為底的冪,指數采用偏移碼表示
  • 數:表示數據小數點后的有效數字.

這里的關鍵點就在于, 小數在二進制的表示, 關于小數如何用二進制表示, 大家可以百度一下, 我這里就不再贅述, 我們關鍵的要了解, 0.58 對于二進制表示來說, 是無限長的值(下面的數字省掉了隱含的1)..

0.58的二進制表示基本上(52位)是: 00101000111101011100001010001111010111000010100011110.57的二進制表示基本上(52位)是: 001000111101011100001010001111010111000010100011110而兩者的二進制, 如果只是通過這52位計算的話,分別是:www.rclwyv.live

0.58 -> 0.579999999999999960.57 -> 0.5699999999999999至于0.58 * 100的具體浮點數乘法, 我們不考慮那么細, 有興趣的可以看(Floating point), 我們就模糊的以心算來看… 0.58 * 100 = 57.999999999

那你intval一下, 自然就是57了….

可見, 這個問題的關鍵點就是: “你看似有窮的小數, 在計算機的二進制表示里卻是無窮的”

因此, 不要再以為這是PHP的bug了, 這就是這樣的…..

PHP浮點型在進行+-*%/存在不準確的問題

繼續看一段代碼:

$a = 0.1;
$b = 0.7;
var_dump(($a + $b) == 0.8); // false

打印出來的值為 boolean false

這是為啥?PHP手冊對于浮點數有以下警告信息:

Warning

浮點數精度

顯然簡單的十進制分數如同 0.1 或 0.7 不能在不丟失一點點精度的情況下轉換為內部二進制的格式。這就會造成混亂的結果:例如,floor((0.1+0.7)*10) 通常會返回 7 而不是預期中的 8,因為該結果內部的表示其實是類似 7.9999999999…。

這和一個事實有關,那就是不可能精確的用有限位數表達某些十進制分數。例如,十進制的 1/3 變成了 0.3333333. . .。

所以永遠不要相信浮點數結果精確到了最后一位,也永遠不要比較兩個浮點數是否相等。如果確實需要更高的精度,應該使用任意精度數學函數或者 gmp 函數

那么上面的算式我們應該改寫為

$a = 0.1;
$b = 0.7;
var_dump(bcadd($a,$b,2) == 0.8); // true

常用的高精度函數如下:

  • bcadd — 將兩個高精度數字相加
  • bccomp — 比較兩個高精度數字,返回-1, 0, 1
  • bcdiv — 將兩個高精度數字相除
  • bcmod — 求高精度數字余數
  • bcmul — 將兩個高精度數字相乘
  • bcpow — 求高精度數字乘方
  • bcpowmod — 求高精度數字乘方求模,數論里非常常用
  • bcscale — 配置默認小數點位數,相當于就是Linux bc中的”scale=”
  • bcsqrt — 求高精度數字平方根
  • bcsub — 將兩個高精度數字相減

BC高精確度函數庫包含了:相加,比較,相除,相減,求余,相乘,n次方,配置默認小數點數目,求平方。這些函數在涉及到有關金錢計算時比較有用,比如電商的價格計算。

/**
* 兩個高精度數比較
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數點位數
* 
* @return int $left==$right 返回 0 | $left<$right 返回 -1 | $left>$right 返回 1
*/
var_dump(bccomp($left=4.45, $right=5.54, 2));
// -1
/**
* 兩個高精度數相加
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數點位數
* 
* @return string 
*/
var_dump(bcadd($left=1.0321456, $right=0.0243456, 2));
//1.05
/**
* 兩個高精度數相減
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數點位數
* 
* @return string 
*/
var_dump(bcsub($left=1.0321456, $right=3.0123456, 2));
//-1.98
/**
* 兩個高精度數相除
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數點位數
* 
* @return string 
*/
var_dump(bcdiv($left=6, $right=5, 2));
//1.20
/**
* 兩個高精度數相乘
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數點位數
* 
* @return string 
*/
var_dump(bcmul($left=3.1415926, $right=2.4569874566, 2));
//7.71
/**
* 設置bc函數的小數點位數
* 
* @access global
* @param int $scale 精確到的小數點位數
* 
* @return void 
*/ 
bcscale(3);
var_dump(bcdiv('105', '6.55957')); 
//php7.1 16

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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