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:
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('105', '6.55957')); //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 = '2') { return bcadd($a,$b,$scale); } /** * 精确减法 * @param [type] $a [description] * @param [type] $b [description] */ function math_sub($a,$b,$scale = '2') { return bcsub($a,$b,$scale); } /** * 精确乘法 * @param [type] $a [description] * @param [type] $b [description] */ function math_mul($a,$b,$scale = '2') { return bcmul($a,$b,$scale); } /** * 精确除法 * @param [type] $a [description] * @param [type] $b [description] */ function math_p($a,$b,$scale = '2') { 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 = '5') { return bccomp($a,$b,$scale); // 比较到小数点位数 }
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