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PHP 浮点数精度损失问题

发布于: 2020 年 08 月 22 日
PHP浮点数精度损失问题

最近同事在开发过程中,遇到一个浮点数精度损失的问题,简单整理一下,大家引以为戒,避免减少类似的问题踩坑。

问题描述

文章开篇,首先抛出一个问题,如下类似:

<?php  $a = 0.58;  echo intval(floatval($a) * 100); //57
复制代码

原因剖析

结果可能有点出乎你的意外,这是因为 PHP 是遵循 IEEE 754 双精度,描述如下:

浮点数, 以 64 位的双精度, 采用 1 位符号位(E), 11 指数位(Q), 52 位尾数(M)表示(一共 64 位)

  • 符号位:最高位表示数据的正负,0 表示正数,1 表示负数。

  • 指数位:表示数据以 2 为底的幂,指数采用偏移码表示

  • 尾数:表示数据小数点后的有效数字.

 

再来看看小数用二进制怎么表示:

乘 2 取整,顺序排列,即将小数部分乘以 2,然后取整数部分,剩下的小数部分继续乘以 2,然后取整数部分,剩下的小数部分又乘以 2,一直取到小数部分,但是像 0.57 这样的小数像这样一直乘下去,小数部分不可能为 0.有效位的小数用二进制表示却是无穷的。


0.57 的二进制表示基本上(52 位)是: 0010001111010111000010100011110101110000101000111101

0.58 的二进制表示基本上(52 位)是: 0010100011110101110000101000111101011100001010001111

而两者的二进制, 如果只是通过这 52 位计算的话,那应该是:

0.57 -> 0.569999999999999950.58 -> 0.57999999999999996
复制代码

回到开篇提到的问题,至于 0.58 * 100 的具体浮点数乘法, 简单理解为:

0.58 * 100 = 57.999999999
复制代码

那我们 intval() 操作之后, 自然就会是 57 了。

如何预防

我们了解了问题原因之后,那对于高精度数据操作,我们有什么好的解决方案呢?

建议使用以下函数:

    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

    bcdiv — 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


Key Point:看似有穷的小数, 在计算机的二进制表示里却是无穷的

so, 不要再以为这是 PHP 的 bug 了, 事实这就是这样的。


发布于: 2020 年 08 月 22 日阅读数: 108
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坚持分享接地气儿的架构技术文章! 2018.02.26 加入

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