php下的浮點運算準不準

青灯夜游
發布: 2023-03-17 17:38:01
原創
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不準,php下的浮點運算有誤差。在PHP中,浮點數的精度有限;儘管取決於系統,PHP通常使用IEEE 754雙精度格式,則由於取整而導致的最大相對誤差為「1.11e-16」;而非基本數學運算可能會給出更大誤差,並且要考慮到進行複合運算時的誤差傳遞。

php下的浮點運算準不準

本教學操作環境:windows7系統、PHP8版、DELL G3電腦

浮點數運算的「鍋」

//加
$a = 0.1;
$b = 0.7;
$c = intval(($a + $b) * 10);
echo $c."<br>";
//输出:7

//减
$a = 100;
$b = 99.98;
$c = $a - $b;
echo $c."<br>";
//输出:0.019999999999996

//乘
$a = 0.58;
$b = 100;
$c = intval($a * $b);
echo $c."<br>";
//输出:57

//除
$a = 0.7;
$b = 0.1;
$c = intval($a / $b);
echo $c."<br>";
//输出:6
登入後複製

上面的結果,顯然不是我們想要的!

PHP 官方手冊解釋如下:

#浮點數的精確度有限。儘管取決於系統,PHP 通常使用 IEEE 754 雙精度格式,則由於取整而導致的最大相對誤差為 1.11e-16。非基本數學運算可能會給出更大誤差,並且要考慮到進行複合運算時的誤差傳遞。永遠不要相信浮點數結果精確到了最後一位,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gmp 函數

這裡的關鍵在於,浮點數的小數用二進位的表示,過程如下:

  • 將小數乘以2,取整數部分錶示第一位;
  • 將小數部分乘以2,取整數部分錶示第二位;
  • 再將小數部分乘以2,取整數部分錶示第三位;
  • .. . 依序類別推,直到小數部分為0;

例:0.58

  • 0.58 * 2 = 1.16 ---> 1
  • 0.16 * 2 = 0.32 ---> 0
  • 0.32 * 2 = 0.64 ---> 0
  • 0.64 * 2 = 1.28 ---> 1
  • 0.28 * 2 = 0.56 ---> 0
  • 0.56 * 2 = 1.12 ---> 1
  • #0.12 * 2 = 0.24 ---> 0
  • # 0.24 * 2 = 0.48 ---> 0
  • 0.48 * 2 = 0.96 ---> 0
  • 0.96 * 2 = 1.92 ---> 1
  • ##0.96 * 2 = 1.92 ---> 1
  • ...

我們會得到一個無限循環的二進位小數:

0.1001010001...

小數部分出現循環,有限的二進位位元無法準確的表示一個小數,這也就是小數運算出現誤差的原因。

接下來要跟大家介紹 任意精確度數學函數

任意精確度數學函數

對於任意精確度的數學,PHP 提供了支援以字串表示的任意大小和精確度的數字的二進位計算。

BCMath:BC 是 Binary Calculator 的縮寫。

官方手冊:http://php.net/manual/zh/book.bc.php

大家在使用前,請先確認是否已安裝bcmath 。

//加
$a = 0.1;
$b = 0.7;
$c = intval(bcadd($a, $b, 1) * 10);
echo $c."<br>";
//输出:8

//减
$a = 100;
$b = 99.98;
$c = bcsub($a, $b, 2);
echo $c."<br>";
//输出:0.02

//乘
$a = 0.58;
$b = 100;
$c = intval(bcmul($a, $b));
echo $c."<br>";
//输出:58

//除
$a = 0.7;
$b = 0.1;
$c = intval(bcdiv($a, $b));
echo $c."<br>";
//输出:7
登入後複製
除了加減乘除,bcmath 還提供了以下方法:
  • bccomp 比較兩個任意精確度的數字
  • bcmod 對任意精確度數字取模
  • bcpow 任意精確度數字的乘方
  • bcpowmod 高精準度數字乘方求模
  • bcscale 設定所有bc數學函數的預設小數點保留位數
  • bcsqrt任意精度數字的二次方根

常用數值處理方案

捨去法取整(向下取整)

echo floor(5.1);
//输出:5

echo floor(8.8);
//输出:8
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進一法取整(向上取整)

echo ceil(5.1);
//输出:6

echo ceil(8.8);
//输出:9
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普通四捨五入法

echo round(5.1);
//输出:5

echo round(8.8);
//输出:9

//保留两位小数并且进行四舍五入
echo round(5.123, 2);
//输出:5.12

echo round(8.888, 2);
//输出:8.89

//保留两位小数并且不进行四舍五入
echo substr(round(5.12345, 3), 0, -1);
//输出:5.12

echo substr(round(8.88888, 3), 0, -1);
//输出:8.88
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#銀行家舍入法

四捨六入五考慮,五後非空就進一,五後為空看奇偶,五前為偶應捨去,五前為奇要進一。

保留兩位小數,例:
  • 1.2849 = 1.28 -> 四捨
  • 1.2866 = 1.29 -> 六入
  • #1.2866 = 1.29 -> 六入
  • 1.2851 = 1.29 -> 五後非空就進一
  • #1.2850 = 1.28 -> 五後為空看奇偶,五前為偶應捨去

#1.2750 = 1.28 -> ; 五後為空看奇偶,五前為奇要進一

實現代碼如下:

echo round(1.2849, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//输出:1.28

echo round(1.2866, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//输出:1.29

echo round(1.2851, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//输出:1.29

echo round(1.2850, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//输出:1.28

echo round(1.2750, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//输出:1.28
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更多round 使用說明,請查閱官方手冊:

http ://php.net/manual/zh/function.round.php

#數值格式化(千位元分組)

套用於金額的展示,例如我們經常會看的銀行卡餘額。
echo number_format('10000.98', 2, '.', ',');
//输出:10,000.98

echo number_format('340888999', 2, '.', ',');
//输出:340,888,999.00
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擴充功能

MySQL 浮點類型欄位

在 MySQL 中,在建立表格欄位時也有浮點數類型。

浮點數類型包括單精度浮點數(float)和雙精度浮點數(double)。

同理,不建議使用浮點數型別! ! !

######浮點數存在誤差,當我們使用精確度敏感的資料時,應該使用定點數(decimal)進行儲存。 ###

小結

透過浮點數精確度的問題,了解到浮點數的小數用二進位的表示。

分享了用 PHP 任意精確度數學函數,來進行高精度運算。

同時分享了常用數值處理方案,例如捨去法、進一法、四捨五入法、銀行家舍入法、數值格式化 等。

最後,透過 PHP 的 float 聯想到 MySQL 的 float。

以後,在使用浮點數運算的時候,一定要慎之又慎,細節決定成敗。

推薦學習:《PHP影片教學

以上是php下的浮點運算準不準的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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來源:php.cn
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