使用新的 BCMath 对象 API 在 PHP 中处理小数计算

最初发表于Takeshi Yu的博客。

---

准确的数值计算在企业应用程序中至关重要，尤其是那些涉及财务、会计或库存的应用程序。 即使很小的舍入误差也会导致严重的问题。 PHP 8.4 增强的 BCMath 对象 API 为精确高效的小数计算提供了完善的解决方案。

---

经验丰富的 PHP 开发人员熟悉浮点不精确性：

$a = 0.1;
$b = 0.2;
var_dump($a + $b);  // Outputs: 0.30000000000000004

这种不准确在金融环境中是不可接受的。 这些小错误累积起来，就会导致现实世界的差异。

精确的数据库设计

精确的小数计算从数据库开始。 DECIMAL 类型是必需的：

// In Laravel Migration
Schema::create('items', function (Blueprint $table) {
    $table->id();
    $table->decimal('quantity', 10, 3);  // Precision: 10 digits, 3 decimal places
    $table->decimal('price', 10, 3);     // Precision: 10 digits, 3 decimal places
    $table->decimal('discount', 10, 3);  // Precision: 10 digits, 3 decimal places
    $table->decimal('tax', 10, 3);       // Precision: 10 digits, 3 decimal places
    // ... other columns
});

DECIMAL 确保：

• 精确的小数精度。
• 可定制的比例和精度。
• 适用于金融应用。

虽然可能比 FLOAT 稍慢，但精度优势超过了关键任务系统中的性能差异。

利用 Laravel 的 Cast

Laravel 通过其转换系统简化了小数处理：

class Item extends Model
{
    protected $casts = [
        'quantity' => 'decimal:3',
        'price' => 'decimal:3',
        'discount' => 'decimal:3',
        'tax' => 'decimal:3',
    ];
}

但是，请记住 Laravel 铸造主要管理：

• 数据格式化。
• 一致的值表示。

避免类型转换陷阱

即使使用正确的数据库类型和 Laravel 转换，也可能会出现计算错误：

// Database values
$item1 = Item::find(1);  // price: "99.99"
$item2 = Item::find(2);  // price: "149.99"

// Calculation without BCMath
$subtotal = $item1->price + $item2->price;
$tax = $subtotal * 0.05;  // 5% tax

var_dump($tax);  // Outputs: float(12.499000000000002) instead of 12.499

发生这种情况是因为 PHP 在算术过程中隐式将字符串转换为数字：

// String values from database
$price1 = "99.99";
$price2 = "149.99";
echo gettype($price1);  // string

// Implicit conversion to float
$total = $price1 + $price2;
echo gettype($total);   // double (float)

PHP 8.4 之前的 BCMath：精确但乏味

传统的 BCMath 扩展提供了精度：

// Database values
$item1 = Item::find(1);  // price: "99.99"
$item2 = Item::find(2);  // price: "149.99"

// Using BCMath functions
$subtotal = bcadd($item1->price, $item2->price, 3);
$tax = bcmul($subtotal, $item2->tax, 3);

var_dump($tax);  // Precisely outputs: string(5) "12.499"

然而，复杂的计算变得冗长且难以维护：

// Complex order calculation (using BCMath functions)
// ... (code omitted for brevity)

PHP 8.4 的 BCMath 对象 API：优雅与精确

PHP 8.4 面向对象的 BCMath API 简化了精确计算：

use BCMath\Number;

$item1 = Item::find(1);
$price = new Number($item1->price);
$quantity = new Number($item1->quantity);
$discountRate = new Number($item1->discount);
$taxRate = new Number($item1->tax);

// Natural and readable calculations
$subtotal = $price * $quantity;
$discount = $subtotal * $discountRate;
$afterDiscount = $subtotal - $discount;
$tax = $afterDiscount * $taxRate;
$total = $afterDiscount + $tax;

var_dump($total);  // Automatically converts to string

新 API 的优点：

• 直观的面向对象设计。
• 标准数学运算符支持。
• 用于数据完整性的不可变对象。
• Stringable接口实现。

无缝 Laravel 集成

Laravel 的访问器实现了进一步的优雅：

use BCMath\Number;

class Item extends Model
{
    // ... (accessor methods for quantity, price, discount, tax using Number) ...
}

或者使用自定义演员表：

// ... (DecimalCast class implementation) ...

然后：

$item1 = Item::find(1);

$subtotal = $item1->price * $item1->quantity;
// ... (rest of the calculation) ...

结论

在医疗保健库存管理中，精确的小数计算至关重要。 PHP 8.4 的 BCMath 对象 API 与 Laravel 集成，显着改进了这些计算的处理，提供精度、可读性、可维护性和类型安全性。 虽然旧的 BCMath 函数达到了其目的，但这种新方法大大简化了开发。

以上是使用新的 BCMath 对象 API 在 PHP 中处理小数计算的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！