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[技巧手记] php精度计算问题

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发表于 2018-4-14 10:07:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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php精度计算问题


如果用php的+-*/计算浮点数的时候,可能会遇到一些计算结果错误的问题,比如echo intval( 0.58*100 );会打印57,而不是58,这个其实是计算机底层二进制无法精确表示浮点数的一个bug,是跨语言的,我用python也遇到这个问题。所以基本上大部 分语言都提供了精准计算的类库或函数库,比如php有BC高精确度函数库,下面达内php培训老师介绍一下一些常用的BC高精确度函数使用。

例子:
  1. <?php
  2. $f = 0.58;
  3. var_dump(intval($f * 100));//为啥输出57
  4. ?>
复制代码

为啥输出是57啊? PHP的bug么?

  我相信有很多的同学有过这样的疑问, 因为光问我类似问题的人就很多, 更不用说bugs.php.net上经常有人问…

  要搞明白这个原因, 首先我们要知道浮点数的表示(IEEE 754):

  浮点数, 以64位的长度(双精度)为例, 会采用1位符号位(E), 11指数位(Q), 52位尾数(M)表示(一共64位).

  符号位:最高位表示数据的正负,0表示正数,1表示负数。

  指数位:表示数据以2为底的幂,指数采用偏移码表示

  尾数:表示数据小数点后的有效数字.

  这里的关键点就在于, 小数在二进制的表示, 关于小数如何用二进制表示, 大家可以百度一下, 我这里就不再赘述, 我们关键的要了解, 0.58 对于二进制表示来说, 是无限长的值(下面的数字省掉了隐含的1)..

  0.58的二进制表示基本上(52位)是: 00101000111101011100001010001111010111000010100011110.57的二进制表示基本上(52位)是: 001000111101011100001010001111010111000010100011110而两者的二进制, 如果只是通过这52位计算的话,分别是:www.111cn.net

  0.58 -> 0.579999999999999960.57 -> 0.5699999999999999至于0.58 * 100的具体浮点数乘法, 我们不考虑那么细, 有兴趣的可以看(Floating point), 我们就模糊的以心算来看… 0.58 * 100 = 57.999999999

  那你intval一下, 自然就是57了….

  可见, 这个问题的关键点就是: “你看似有穷的小数, 在计算机的二进制表示里却是无穷的”

  so, 不要再以为这是PHP的bug了, 这就是这样的…..

  PHP浮点型在进行+-*%/存在不准确的问题

  例如:

  1.

  $a = 0.1;

  $b = 0.7;

  var_dump(($a + $b) == 0.8);

  打印出来的值为 boolean false

  这是为啥?PHP手册对于浮点数有以下警告信息:

  Warning

  浮点数精度

  显然简单的十进制分数如同 0.1 或 0.7 不能在不丢失一点点精度的情况下转换为内部二进制的格式。这就会造成混乱的结果:例如,floor((0.1+0.7)*10) 通常会返回 7 而不是预期中的 8,因为该结果内部的表示其实是类似 7.9999999999…。

  这和一个事实有关,那就是不可能精确的用有限位数表达某些十进制分数。例如,十进制的 1/3 变成了 0.3333333. . .。

  所以永远不要相信浮点数结果精确到了最后一位,也永远不要比较两个浮点数是否相等。如果确实需要更高的精度,应该使用任意精度数学函数或者 gmp 函数
  1. <?php
  2. $a = 0.1;
  3. $b = 0.7;
  4. var_dump(bcadd($a,$b,2) == 0.8);
  5. ?>
复制代码

  bcadd — 将两个高精度数字相加

  bccomp — 比较两个高精度数字,返回-1, 0, 1

  bcdiv — 将两个高精度数字相除

  bcmod — 求高精度数字余数

  bcmul — 将两个高精度数字相乘

  bcpow — 求高精度数字乘方

  bcpowmod — 求高精度数字乘方求模,数论里非常常用

  bcscale — 配置默认小数点位数,相当于就是Linux bc中的”scale=”

  bcsqrt — 求高精度数字平方根

  bcsub — 将两个高精度数字相减

  整理了一些实例

  php BC高精确度函数库包含了:相加,比较,相除,相减,求余,相乘,n次方,配置默认小数点数目,求平方。这些函数在涉及到有关金钱计算时比较有用,比如电商的价格计算。
  1. <?php
  2. /**
  3.   * 两个高精度数比较
  4.   *
  5.   * @access global
  6.   * @param float $left
  7.   * @param float $right
  8.   * @param int $scale 精确到的小数点位数
  9.   *
  10.   * @return int $left==$right 返回 0 | $left<$right 返回 -1 | $left>$right 返回 1
  11.   */
  12. var_dump(bccomp($left=4.45, $right=5.54, 2));
  13. // -1
  14.   
  15. /**
  16.   * 两个高精度数相加
  17.   *
  18.   * @access global
  19.   * @param float $left
  20.   * @param float $right
  21.   * @param int $scale 精确到的小数点位数
  22.   *
  23.   * @return string
  24.   */
  25. var_dump(bcadd($left=1.0321456, $right=0.0243456, 2));
  26. //1.04

  27.   /**
  28.   * 两个高精度数相减
  29.   *
  30.   * @access global
  31.   * @param float $left
  32.   * @param float $right
  33.   * @param int $scale 精确到的小数点位数
  34.   *
  35.   * @return string
  36.   */
  37. var_dump(bcsub($left=1.0321456, $right=3.0123456, 2));
  38. //-1.98
  39.   
  40. /**
  41.   * 两个高精度数相除
  42.   *
  43.   * @access global
  44.   * @param float $left
  45.   * @param float $right
  46.   * @param int $scale 精确到的小数点位数
  47.   *
  48.   * @return string
  49.   */
  50. var_dump(bcdiv($left=6, $right=5, 2));
  51. //1.20

  52. /**
  53.   * 两个高精度数相乘
  54.   *
  55.   * @access global
  56.   * @param float $left
  57.   * @param float $right
  58.   * @param int $scale 精确到的小数点位数
  59.   *
  60.   * @return string
  61.   */
  62. var_dump(bcmul($left=3.1415926, $right=2.4569874566, 2));
  63. //7.71

  64. /**
  65.   * 设置bc函数的小数点位数
  66.   *
  67.   * @access global
  68.   * @param int $scale 精确到的小数点位数
  69.   *
  70.   * @return void
  71.   */
  72. bcscale(3);
  73. var_dump(bcdiv('105', '6.55957'));
  74. // 16.007
  75. ?>
复制代码
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