PHP中的浮點精度和類型

PHP中的浮點數

浮點數精度

在PHP中，浮點數的字長和平台相關，通常最大值是 1.8e308 並具有 14 位十進制數字的精度（64 位 IEEE 格式）。

浮點數的精度有限。盡管取決於系統，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，並且要考慮到進行復合運算時的誤差傳遞。

此外，以十進制能夠精確表示的有理數如 0.1 或 0.7，無論有多少尾數都不能被內部所使用的二進制精確表示，因此不能在不丟失一點點精度的情況下轉換為二進制的格式。

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 7.9999999999999991118...

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。

浮點數比較

由於浮點數內部表示導致的精度缺失問題，所以比較浮點數是不能使用相等，而要判斷比較的數值之間的差值是否在某個最下誤差范圍內。

這個最下誤差也被稱為機器極小值（epsilon）或最小單元取整數，是計算中所能接受的最小的差別值。

<?php
$a = 1.23456789;
$b = 1.23456780;
$epsilon = 0.00001; // 指定可接受的最下誤差

// 比較兩個值是否在可接受誤差范圍內，應避免使用 $a == $b
if(abs($a-$b) < $epsilon) {
    echo "true";
}
?> 

NaN

某些數學運算會產生一個由常量 NAN 所代表的結果。此結果代表着一個在浮點數運算中未定義或不可表述的值。任何拿此值與其它任何值進行的松散或嚴格比較的結果都是 FALSE。

由於 NAN 代表着任何不同值，不應拿 NAN 去和其它值進行比較，包括其自身，應該用 is_nan() 來檢查。

PHP中數值的近似

在PHP中，經常會遇到對浮點數進行四舍五入，下面列出一些常用的PHP中的精度取舍函數。

• float ceil ( float value )：對value向上取整（舍去小數部分並加1）
• float floor ( float value )：對value向下取整（舍去小數部分）
• float round ( float val [, int precision] ):將 val 根據指定精度 precision（十進制小數點后數字的數目）進行四舍五入
• string sprintf ( string $format [, mixed $args [, mixed $... ]] )：格式化字符串

echo ceil(4.3); // 5
echo ceil(9.999); // 10

echo floor(4.3); // 4
echo floor(9.999); // 9

echo round(3.4); // 3
echo round(3.5); // 4
echo round(3.6); // 4
echo round(3.6, 0); // 4
echo round(1.95583, 2); // 1.96
echo round(1241757, -3); // 1242000
echo round(5.045, 2); // 5.05
echo round(5.055, 2); // 5.06

// php保留三位小數並且四舍五入
echo sprintf("%.3f", 0.0215489); // 0.022
// php保留三位小數不四舍五入
echo substr(sprintf("%.4f", 0.0215489),0,-1);  // 0.021 

PHP中強制類型轉換

使用類型提示符

這種方式通過在需要轉換類型的變量前加上類型提示符，如下：

• (int) ：轉換為整形
• (bool) ：轉換為布爾型
• (float) ：轉換為浮點型
• (string) ：轉換為字符串
• (array) ：轉換為數組
• (object) ：轉換為對象

$a = 12.54;
var_dump((int) $a); // int(12)
var_dump((bool) $a); // bool(true)
var_dump((string) $a); // string(5) "12.54"
var_dump((array) $a);
/* 轉為數組如下
array(1) {
  [0]=>
  float(12.54)
}
*/
var_dump((object) $a);
/* 轉為對象如下
object(stdClass)#1 (1) {
  ["scalar"]=>
  float(12.54)
}
*/

使用類型轉換函數

PHP中提供了類似 intval(),floatval() 系列的類型轉換函數：

• intval() ：轉換為整形
• boolval() ：轉換為布爾型
• floatval() ：轉換為浮點型
• strval() : 轉換為字符串

$str = '12.34ac';
var_dump(intval($str)); // int(12)
var_dump(boolval($str)); // bool(true)
var_dump(floatval($str)); // float(12.34)

使用settype()

settype函數的聲明為：bool settype ( mixed &$var , string $type )，用於設置變量的類型。type可以為：

• "boolean" 或者 "bool"
• "integer" 或者 "int"
• "float" 或者 "double"
• "string"
• "array"
• "object"
• "null"

當改變類型成功后返回true，否則返回false

$foo = "5bar"; // string
$bar = true;   // boolean

settype($foo, "integer"); // $foo 的值變為 5   (integer)
settype($bar, "string");  // $bar 的值變為 "1" (string)

PHP中的類型判斷

和 settype() 對於，可以使用gettype()函數來獲取變量的類型：string gettype ( mixed $var )，返回值可能為：

• "boolean"（從 PHP 4 起）
• "integer"
• "double" （由於歷史原因，如果是 float 則返回“double”，而不是“float”）
• "string"
• "array"
• "object"
• "resource"（從 PHP 4 起）
• "resource (closed)" (PHP 7.2.0添加)
• "NULL"
• "user function"（只用於 PHP 3，現已停用）
• "unknown type"

對於 function 類型的變量，使用 function_exists() 和 method_exists() 來進行判斷。

另外PHP中還有一系列類似 is_array() 系列的: bool is_TYPE(mixed $var) 函數可以判斷類型，它們都接受一個變量參數，如果是指定類型，則返回true，否則返回false，如下：

• is_bool(): 檢測變量是否為布爾類型
• is_string(): 檢測變量是否為字符串
• is_int(): 檢測變量是否為整形
• is_float(): 檢測變量是否為浮點型
• is_null(): 檢測變量是否為空NULL
• is_numeric(): 檢測變量是否為數字或數字字符串
• is_array(): 檢測變量是否為數組
• is_callable(): 檢測變量是可以作為函數調用
• is_object(): 檢測變量是否為對象
• is_resource(): 檢測變量是否為資源類型
• is_scalar(): 檢測變量是否是一個標量

由於 gettype() 函數涉及到字符串比較，所以一般推薦使用 is_TYPE() 系列函數更加快速。

最后對於 object 對象，可以使用 get_class() 函數返回對象的類名，返回的類名包含完整的命名空間。

原文：http://uusama.com/576.html