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關於php 浮點數精度的問題

怪我咯
怪我咯原創
2017-07-11 13:56:103287瀏覽

 C語言和C#語言中,對於浮點類型的資料採用單精度類型(float)和雙精度類型(double)來存儲,float資料佔用32bit, double資料佔用64bit,我們在宣告一個變數float f= 2.25f的時候,是如何分配記憶體的呢?如果胡亂分配,那世界豈不是亂套了麼,其實不論是float還是double在儲存方式上都是遵從IEEE的規範的,float遵從的是IEEE R32.24 ,而double 遵從的是R64.53。

    無論是單精確度或雙精確度在儲存中分為三個部分:

符號位元(Sign) : 0代表正,1代表為負

指數位元(Exponent):用於儲存科學計數法中的指數數據,並且採用移位儲存

尾數部分(Mantissa):尾數部分

這篇文章主要介紹了PHP浮點數精度問題總結,本文著重探討PHP浮點數精度損失問題,用三個段落不同的方式講解了這個問題的形成原因以及解決方法,需要的朋友可以參考下

一、PHP浮點數精確度損失問題

先看下面這段程式碼:

#程式碼如下:

$f = 0.57;
echo intval($f * 100);  //56

結果可能有點出乎你的意外,PHP遵循IEEE 754雙精度:

浮點數, 以64位的雙精度, 採用1位符號位(E), 11指數位(Q), 52位尾數(M)表示(一共64位) .
符號位元:最高位表示資料的正負,0表示正數,1表示負數。
指數位:表示資料以2為底的冪,指數採用偏移碼表示
尾數:表示資料小數點後的有效數字.

再來看看小數用二進位怎麼表示:

乘2取整,順序排列,即將小數部分乘以2,然後取整數部分,剩下的小數部分繼續乘以2,然後取整數部分,剩下的小數部分又乘以2,一直取到小數部分,但是像0.57這樣的小數像這樣一直乘下去,小數部分不可能為0.有效位的小數用二進位表示卻是無窮的。

0.57的二進位表示基本上(52位元)是: 0010001111010111000010100011110101110000101000111101

如果只有52位的話,0.難看出上面意外的結果了吧。

二、PHP浮點數的精確度問題

先看問題:

 程式碼如下:

##

$f = 0.58;
var_dump(intval($f * 100)); //为啥输出57
我相信有很多的同學有過這樣的疑問。

具體原理可閱讀「鳥哥」的一篇文章,那裡有詳細的解說:PHP浮點數的一個

常見問題

的解答

那麼如何避免這種問題呢? 辦法有很多,這裡列舉兩個:

1.

sprintf

#程式碼如下:

substr(sprintf("%.10f", ($a/ $b)), 0, -7);

2. round (注意會進行四捨五入)

 程式碼如下:

round($a/$b, 3);

或你有更好的辦法,也可以了留言告訴我。

三、PHP浮點數的一個常見問題的解答

關於PHP的浮點數, 我之前寫過一篇文章: 關於PHP浮點數你應該知道的(All 'bogus' about the float in PHP)

#不過, 我當時遺漏了一點, 也就是對於如下的這個常見問題的回答:

 程式碼如下:

<?php
    $f = 0.58;
    var_dump(intval($f * 100)); //为啥输出57
?>

為啥輸出是57啊? PHP的bug麼?

我相信有很多的同學有過這樣的疑問, 因為光問我類似問題的人就很多, 更不用說bugs.php.net上常常有人問…

要搞懂這個原因, 首先我們要知道浮點數的表示(IEEE 754):

浮點數, 以64位的長度(雙精確度)為例, 會採用1位符號位(E), 11指數位(Q), 52位尾數(M)表示(一共64位).

符號位:最高位表示資料的正負,0表示正數,1表示負數。

指數位:表示資料以2為底的冪,指數採用偏移碼表示

尾數:表示資料小數點後的有效數字.

這裡的關鍵點就在於, 小數在二進制的表示, 關於小數如何用二進製表示, 大家可以百度一下, 我這裡就不再贅述, 我們關鍵的要了解, 0.58 對於二進製表示來說, 是無限長的值(下面的數字省掉了隱含的1)..

0.58的二進位表示基本上(52位元)是: 0010100011110101110000101000111101011100001010001111#10. 000010100011110101110000101000111101

而兩者的二進位, 如果只是透過這52位元計算的話,分別是:



#複製程式碼
程式碼如下:

0.58 -> 0.57999999999999996
0.57 -> 0.56999999999999995

至於0.58 * 100的具體浮點數乘法, 我們不考慮那麼細, 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, 這個問題的關鍵點是: “你看似有窮的小數, 在計算機的二進位表示裡卻是無窮的”

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