PHP中的浮点精度和类型

PHP中的浮点数

浮点数精度

在PHP中，浮点数的字长和平台相关，通常最大值是 1.8e308 并具有 14 位十进制数字的精度（64 位 IEEE 格式）。

浮点数的精度有限。尽管取决于系统，PHP 通常使用 IEEE 754 双精度格式，则由于取整而导致的最大相对误差为 1.11e-16。非基本数学运算可能会给出更大误差，并且要考虑到进行复合运算时的误差传递。

此外，以十进制能够精确表示的有理数如 0.1 或 0.7，无论有多少尾数都不能被内部所使用的二进制精确表示，因此不能在不丢失一点点精度的情况下转换为二进制的格式。

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 7.9999999999999991118...

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。

浮点数比较

由于浮点数内部表示导致的精度缺失问题，所以比较浮点数是不能使用相等，而要判断比较的数值之间的差值是否在某个最下误差范围内。

这个最下误差也被称为机器极小值（epsilon）或最小单元取整数，是计算中所能接受的最小的差别值。

<?php

$a = 1.23456789;

$b = 1.23456780;

$epsilon = 0.00001; // 指定可接受的最下误差

// 比较两个值是否在可接受误差范围内，应避免使用 $a == $b

if(abs($a-$b) < $epsilon) {

    echo "true";

}

?>

NaN

某些数学运算会产生一个由常量 NAN 所代表的结果。此结果代表着一个在浮点数运算中未定义或不可表述的值。任何拿此值与其它任何值进行的松散或严格比较的结果都是 FALSE。

由于 NAN 代表着任何不同值，不应拿 NAN 去和其它值进行比较，包括其自身，应该用 is_nan() 来检查。

PHP中数值的近似

在PHP中，经常会遇到对浮点数进行四舍五入，下面列出一些常用的PHP中的精度取舍函数。

float ceil ( float value )：对value向上取整（舍去小数部分并加1）
float floor ( float value )：对value向下取整（舍去小数部分）
float round ( float val [, int precision] ):将 val 根据指定精度 precision（十进制小数点后数字的数目）进行四舍五入
string sprintf ( string $format [, mixed $args [, mixed $... ]] )：格式化字符串

echo ceil(4.3); // 5

echo ceil(9.999); // 10

echo floor(4.3); // 4

echo floor(9.999); // 9

echo round(3.4); // 3

echo round(3.5); // 4

echo round(3.6); // 4

echo round(3.6, 0); // 4

echo round(1.95583, 2); // 1.96

echo round(1241757, -3); // 1242000

echo round(5.045, 2); // 5.05

echo round(5.055, 2); // 5.06

// php保留三位小数并且四舍五入

echo sprintf("%.3f", 0.0215489); // 0.022

// php保留三位小数不四舍五入

echo substr(sprintf("%.4f", 0.0215489),0,-1);  // 0.021

PHP中强制类型转换

使用类型提示符

这种方式通过在需要转换类型的变量前加上类型提示符，如下：

(int) ：转换为整形
(bool) ：转换为布尔型
(float) ：转换为浮点型
(string) ：转换为字符串
(array) ：转换为数组
(object) ：转换为对象

$a = 12.54;

var_dump((int) $a); // int(12)

var_dump((bool) $a); // bool(true)

var_dump((string) $a); // string(5) "12.54"

var_dump((array) $a);

/* 转为数组如下

array(1) {

  [0]=>

  float(12.54)

}

*/

var_dump((object) $a);

/* 转为对象如下

object(stdClass)#1 (1) {

  ["scalar"]=>

  float(12.54)

}

*/

使用类型转换函数

PHP中提供了类似 intval(),floatval() 系列的类型转换函数：

intval() ：转换为整形
boolval() ：转换为布尔型
floatval() ：转换为浮点型
strval() : 转换为字符串

$str = '12.34ac';

var_dump(intval($str)); // int(12)

var_dump(boolval($str)); // bool(true)

var_dump(floatval($str)); // float(12.34)

使用settype()

settype函数的声明为：bool settype ( mixed &$var , string $type )，用于设置变量的类型。type可以为：

"boolean" 或者 "bool"
"integer" 或者 "int"
"float" 或者 "double"
"string"
"array"
"object"
"null"

当改变类型成功后返回true，否则返回false

$foo = "5bar"; // string

$bar = true;   // boolean

settype($foo, "integer"); // $foo 的值变为 5   (integer)

settype($bar, "string");  // $bar 的值变为 "1" (string)

PHP中的类型判断

和 settype() 对于，可以使用gettype()函数来获取变量的类型：string gettype ( mixed $var )，返回值可能为：

"boolean"（从 PHP 4 起）
"integer"
"double" （由于历史原因，如果是 float 则返回“double”，而不是“float”）
"string"
"array"
"object"
"resource"（从 PHP 4 起）
"resource (closed)" (PHP 7.2.0添加)
"NULL"
"user function"（只用于 PHP 3，现已停用）
"unknown type"

对于 function 类型的变量，使用 function_exists() 和 method_exists() 来进行判断。

另外PHP中还有一系列类似 is_array() 系列的: bool is_TYPE(mixed $var) 函数可以判断类型，它们都接受一个变量参数，如果是指定类型，则返回true，否则返回false，如下：

is_bool(): 检测变量是否为布尔类型
is_string(): 检测变量是否为字符串
is_int(): 检测变量是否为整形
is_float(): 检测变量是否为浮点型
is_null(): 检测变量是否为空NULL
is_numeric(): 检测变量是否为数字或数字字符串
is_array(): 检测变量是否为数组
is_callable(): 检测变量是可以作为函数调用
is_object(): 检测变量是否为对象
is_resource(): 检测变量是否为资源类型
is_scalar(): 检测变量是否是一个标量

由于 gettype() 函数涉及到字符串比较，所以一般推荐使用 is_TYPE() 系列函数更加快速。

最后对于 object 对象，可以使用 get_class() 函数返回对象的类名，返回的类名包含完整的命名空间。

原文：http://uusama.com/576.html