php精度計算的問題解析

PHP

var_dump(intval(0.58 * 100));

正確結(jié)果是 57，而不是 58

浮點運算惹的禍

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

而PHP會區(qū)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(shù)的時候，可能會遇到一些計算結(jié)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(shù)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(shù)庫，比如php有BC高精確度函數(shù)庫，稍后我紹一下一些常用的BC高精確度函數(shù)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(shù)的表示(IEEE 754):

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

這里的關(guān)鍵點就在于, 小數(shù)在二進制的表示, 關(guān)于小數(shù)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(guān)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(shù)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.jb51.net

0.58 -> 0.579999999999999960.57 -> 0.5699999999999999至于0.58 * 100的具體浮點數(shù)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(guān)鍵點就是: “你看似有窮的小數(shù), 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(xù)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(shù)有以下警告信息:

Warning

浮點數(shù)精度

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

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

所以永遠不要相信浮點數(shù)結(jié)果精確到了最后一位，也永遠不要比較兩個浮點數(shù)是否相等。如果確實需要更高的精度，應(yīng)該使用任意精度數(shù)學(xué)函數(shù)或者 gmp 函數(shù)

那么上面的算式我們應(yīng)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(shù)如下：

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

BC高精確度函數(shù)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(shù)點數(shù)目，求平方。這些函數(shù)在涉及到有關(guān)金錢計算時比較有用，比如電商的價格計算。

/**
* 兩個高精度數(shù)比較
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數(shù)點位數(shù)
* 
* @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(shù)相加
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數(shù)點位數(shù)
* 
* @return string 
*/
var_dump(bcadd($left=1.0321456, $right=0.0243456, 2));
//1.05
/**
* 兩個高精度數(shù)相減
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數(shù)點位數(shù)
* 
* @return string 
*/
var_dump(bcsub($left=1.0321456, $right=3.0123456, 2));
//-1.98
/**
* 兩個高精度數(shù)相除
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數(shù)點位數(shù)
* 
* @return string 
*/
var_dump(bcdiv($left=6, $right=5, 2));
//1.20
/**
* 兩個高精度數(shù)相乘
* 
* @access global
* @param float $left
* @param float $right
* @param int $scale 精確到的小數(shù)點位數(shù)
* 
* @return string 
*/
var_dump(bcmul($left=3.1415926, $right=2.4569874566, 2));
//7.71
/**
* 設(shè)置bc函數(shù)的小數(shù)點位數(shù)
* 
* @access global
* @param int $scale 精確到的小數(shù)點位數(shù)
* 
* @return void 
*/ 
bcscale(3);
var_dump(bcdiv('105', '6.55957')); 
//php7.1 16

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