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php實現高精度運算

小云云原創: 2018-03-27 14:58:474613瀏覽

本文主要和大家分享php實現高精度計算，從事金融業，資金運算頻繁，這裡說下我遇到的坑....稍不留神，用戶資金可能損失幾十萬，甚至更可怕. .....直接上實例：

javascript

0.1 + 0.2 為啥不等於0.3 ? （正確結果：0.30000000000000004）

0.8 * 7 為啥不等於5.6 ?（正確結果：5.6000000000000005）

PHP

var_dump(intval(0.58 * 100));

正確結果是57，而不是58

#浮點運算惹的禍

其實這些結果都並非語言的bug，但和語言的實現原理有關， js 所有數字統一為Number, 包括整形實際上全都是雙精度（double）類型。

而PHP會區分 int 還是 float。不管什麼語言，只要牽涉到浮點運算，都是有類似的問題，使用時一定要注意。

說明：如果用php的+-*/計算浮點數的時候，可能會遇到一些計算結果錯誤的問題，例如上面的echo intval( 0.58*100 );會列印57，而不是58，這個其實是電腦底層二進位無法精確表示浮點數的一個bug，是跨語言的，我用python也遇到這個問題。所以基本上大部分語言都提供了精準計算的類別庫或函數庫，例如php有BC高精確度函數庫，稍後我紹一下一些常用的BC高精確度函數使用。

還是回到上面的57,58問題。

為啥輸出是57啊? PHP的bug麼?

　　要搞明白這個原因, 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)是: 0010100011110101110000101000111101011100001010001010001111010111000010100011010101010105010010501010501010105020105020102 11100001010001111010111000010100011110而兩者的二進位, 如果只是透過這52位元計算的話,分別是:www.111cn.net

　　0.58 -> 0.579999999999999960.57 -> 0.56999999999999960.57 -> 0.569999999999999990.58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….

#　　那你intval一下, 自然就是57了….

#」點就是: “你看似有窮的小數, 在計算機的二進位表示裡卻是無窮的”

#　　因此, 不要再以為這是PHP的bug了, 這就是這樣的…..

　　PHP浮點型在進行+-*%/存在不準確的問題

#繼續看一段程式碼：

$a = 0.1;
$b = 0.7;
var_dump(($a + $b) == 0.8); // false

列印出來的值為boolean false

　　這是為啥?PHP手冊對於浮點數有以下警告訊息:

#　　Warning

###　　浮點數精度###

　　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

那么上面的算式我们应该改写为

$a = 0.1;
$b = 0.7;
var_dump(bcadd($a,$b,2) == 0.8); // true

常用的高精度函数如下：

bc是Binary Calculator的缩写

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
　　bcp — 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

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。

/**
  * 两个高精度数比较
  * 
  * @access global
  * @param float $left
  * @param float $right
  * @param int $scale 精确到的小数点位数
  * 
  * @return int $left==$right 返回 0 | $left<$right 返回 -1 | $left>$right 返回 1
  */
var_dump(bccomp($left=4.45, $right=5.54, 2));
// -1
  
 /**
  * 两个高精度数相加
  * 
  * @access global
  * @param float $left
  * @param float $right
  * @param int $scale 精确到的小数点位数
  * 
  * @return string 
  */
var_dump(bcadd($left=1.0321456, $right=0.0243456, 2));
//1.05
 
  /**
  * 两个高精度数相减
  * 
  * @access global
  * @param float $left
  * @param float $right
  * @param int $scale 精确到的小数点位数
  * 
  * @return string 
  */
var_dump(bcsub($left=1.0321456, $right=3.0123456, 2));
//-1.98
  
 /**
  * 两个高精度数相除
  * 
  * @access global
  * @param float $left
  * @param float $right
  * @param int $scale 精确到的小数点位数
  * 
  * @return string 
  */
var_dump(bcp($left=6, $right=5, 2));
//1.20
 
 /**
  * 两个高精度数相乘
  * 
  * @access global
  * @param float $left
  * @param float $right
  * @param int $scale 精确到的小数点位数
  * 
  * @return string 
  */
var_dump(bcmul($left=3.1415926, $right=2.4569874566, 2));
//7.71
 
 /**
  * 设置bc函数的小数点位数
  * 
  * @access global
  * @param int $scale 精确到的小数点位数
  * 
  * @return void 
  */ 
bcscale(3);
var_dump(bcp(&#39;105&#39;, &#39;6.55957&#39;)); 
//php7.1 16

所以平时程序要要封装方法：

/**
 * 精确加法
 * @param [type] $a [description]
 * @param [type] $b [description]
 */
function math_add($a,$b,$scale = &#39;2&#39;) {
  return bcadd($a,$b,$scale);
}
/**
 * 精确减法
 * @param [type] $a [description]
 * @param [type] $b [description]
 */
function math_sub($a,$b,$scale = &#39;2&#39;) {
  return bcsub($a,$b,$scale);
}
/**
 * 精确乘法
 * @param [type] $a [description]
 * @param [type] $b [description]
 */
function math_mul($a,$b,$scale = &#39;2&#39;) {
  return bcmul($a,$b,$scale);
}
/**
 * 精确除法
 * @param [type] $a [description]
 * @param [type] $b [description]
 */
function math_p($a,$b,$scale = &#39;2&#39;) {
  return bcp($a,$b,$scale);
}
/**
 * 精确求余/取模
 * @param [type] $a [description]
 * @param [type] $b [description]
 */
function math_mod($a,$b) {
  return bcmod($a,$b);
}
/**
 * 比较大小
 * @param [type] $a [description]
 * @param [type] $b [description]
 * 大于 返回 1 等于返回 0 小于返回 -1
 */
function math_comp($a,$b,$scale = &#39;5&#39;) {
  return bccomp($a,$b,$scale); // 比较到小数点位数
}

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