概述
記錄下,工作中遇到的坑 ...
關於 PHP 浮點數運算,特別是金融行業、電子商務訂單管理、數據報表等相關業務,利用浮點數進行加減乘除時,稍不留神運算結果就會出現偏差,輕則損失幾十萬,重則會有信譽損失,甚至吃上官司,我們一定要引起高度重視!
浮點數運算的“鍋”
//加
$a = 0.1;
$b = 0.7;
$c = intval(($a + $b) * 10);
echo $c."<br>";
//輸出:7
//減
$a = 100;
$b = 99.98;
$c = $a - $b;
echo $c."<br>";
//輸出:0.019999999999996
//乘
$a = 0.58;
$b = 100;
$c = intval($a * $b);
echo $c."<br>";
//輸出:57
//除
$a = 0.7;
$b = 0.1;
$c = intval($a / $b);
echo $c."<br>";
//輸出:6
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爲 1.11e-16。非基本數學運算可能會給出更大誤差,並且要考慮到進行復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 或者 gmp 函數。
這裏的關鍵在於,浮點數的小數用二進制的表示,過程如下:
- 將小數乘以2,取整數部分表示第一位;
- 將小數部分乘以2,取整數部分表示第二位;
- 再將小數部分乘以2,取整數部分表示第三位;
- ... 依次類推,直到小數部分爲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
- ...
我們會得到一個無限循環的二進制小數:
0.1001010001...
小數部分出現循環,有限的二進制位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。
接下來給大家介紹 任意精度數學函數。
任意精度數學函數
對於任意精度的數學,PHP 提供了支持用字符串表示的任意大小和精度的數字的二進制計算。
BCMath:BC 是 Binary Calculator 的縮寫。
官方手冊:http://php.net/manual/zh/book...
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>";
//輸出:8
//減
$a = 100;
$b = 99.98;
$c = bcsub($a, $b, 2);
echo $c."<br>";
//輸出:0.02
//乘
$a = 0.58;
$b = 100;
$c = intval(bcmul($a, $b));
echo $c."<br>";
//輸出:58
//除
$a = 0.7;
$b = 0.1;
$c = intval(bcdiv($a, $b));
echo $c."<br>";
//輸出:7
除了加減乘除,bcmath 還提供了以下方法:
- bccomp 比較兩個任意精度的數字
- bcmod 對一個任意精度數字取模
- bcpow 任意精度數字的乘方
- bcpowmod 高精度數字乘方求模
- bcscale 設置所有bc數學函數的默認小數點保留位數
- 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);
//輸出:5
echo floor(8.8);
//輸出:8
進一法取整(向上取整)
echo ceil(5.1);
//輸出:6
echo ceil(8.8);
//輸出:9
普通四捨五入法
echo round(5.1);
//輸出:5
echo round(8.8);
//輸出:9
//保留兩位小數並且進行四捨五入
echo round(5.123, 2);
//輸出:5.12
echo round(8.888, 2);
//輸出:8.89
//保留兩位小數並且不進行四捨五入
echo substr(round(5.12345, 3), 0, -1);
//輸出:5.12
echo substr(round(8.88888, 3), 0, -1);
//輸出:8.88
銀行家舍入法
四捨六入五考慮,五後非空就進一,五後爲空看奇偶,五前爲偶應捨去,五前爲奇要進一。
保留兩位小數,例:
- 1.2849 = 1.28 -> 四舍
- 1.2866 = 1.29 -> 六入
- 1.2851 = 1.29 -> 五後非空就進一
- 1.2850 = 1.28 -> 五後爲空看奇偶,五前爲偶應捨去
- 1.2750 = 1.28 -> 五後爲空看奇偶,五前爲奇要進一
實現代碼如下:
echo round(1.2849, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//輸出:1.28
echo round(1.2866, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//輸出:1.29
echo round(1.2851, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//輸出:1.29
echo round(1.2850, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//輸出:1.28
echo round(1.2750, 2, PHP_ROUND_HALF_EVEN);
//輸出:1.28
更多 round 使用說明,請查閱官方手冊:
http://php.net/manual/zh/func...
數值格式化(千位分組)
應用於金額的展示,比如我們經常會看的銀行卡餘額。
echo number_format('10000.98', 2, '.', ',');
//輸出:10,000.98
echo number_format('340888999', 2, '.', ',');
//輸出:340,888,999.00
擴展
MySQL 浮點型字段
在 MySQL 中,創建表字段時也有浮點數類型。
浮點數類型包括單精度浮點數(float)和雙精度浮點數(double)。
同理,不建議使用浮點數類型!!!
浮點數存在誤差,當我們使用精度敏感的數據時,應該使用定點數(decimal)進行存儲。
小結
通過浮點數精度的問題,瞭解到浮點數的小數用二進制的表示。
分享了用 PHP 任意精度數學函數,來進行高精度運算。
同時分享了常用數值處理方案,比如捨去法、進一法、四捨五入法、銀行家舍入法、數值格式化 等。
最後,通過 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。
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