今天來學習的是關於數學方面的第一個擴充套件。對於數學操作來說，無非就是那些各種各樣的數學運算，當然，整個程式軟體的開發過程中，數學運算也是最基礎最根本的東西之一。不管你是學得什麼專業，到最後基本上都會要學習資料結構與演算法，而演算法其實就是研究的如何利用數學來優化各種排序和查詢能力。PHP 在底層已經幫我們準備好了很多的數學計算函式，就讓我們一一來學習吧。

什麼是精度問題

關於精度問題，可能很多做過金融方面的小夥伴都不會陌生。特別是前端的同學，如果你在 js 中執行 1.1+2.2 ，獲得的結果往往不會如你所願。這就要說到浮點數的儲存問題了。我們都知道，在程式世界中，任何資料其實在底層都是以二進位制的形式存在的。而浮點數，則由於小數點的存在，在儲存時更為複雜，所以就會經常出現這類精度丟失的問題。

但是很多人會很奇怪，在 PHP 中直接執行 1.1+2.2 的結果是正確的呀，好像並不存在這種精度丟失的問題。呵呵，那隻能說您 too young to simple 了。精度丟失的問題並不是哪個語言的問題，基本上所有語言都會存在這樣的問題，只是表現的形式不一樣。

bc 精度運算

我們先來看一下在 PHP 環境中的精度丟失要怎麼展現出來。

$a = 0.58;

echo $a * 100, PHP_EOL; // 58
echo intval($a * 100), PHP_EOL; // 57
echo (int) ($a * 100), PHP_EOL; // 57
echo intval(bcmul($a, 100)), PHP_EOL; // 58
 

我們定義了一個變數 $a ，它的內容是 0.58 。這時我們給他直接乘 100 ，結果貌似沒什麼問題。但是如果我們將它強轉為 int 型別的話，就出現問題了，明明是 58 ，為什麼變成了 57 ？

其實，在浮點運算後，得到的結果並不是 58 ，而是 57.99999999999999 這樣的數，如果我們直接 echo 的話，會經過字串強轉，這個會直接輸出 58 ，但如果是經過 int 強轉的話，不管是 inval() 還是 (int) ，都會按照 int 強轉的捨棄小數的規則進行轉換。於是，結果就變成了 57 了。

通過直接的 echo 經常會讓我們感覺到 PHP 中貌似不會出現精度丟失的問題，但其實這個問題還真是存在的。在很多情況下，比如存入資料庫，或者轉換成 json 格式就會發現問題。如果想要精確地計算，就可以使用 bc 擴充套件相關的函式，也就是我們最後演示的那個 bcmul() 函式。它的作用就是第一個引數乘以第二個引數，獲得的結果也是高精度的，也就是精度準確的結果。

接下來我們通過 json 格式的轉換來看看加減乘除各類情況下的精度問題。

echo json_encode([
    'a1' => $a, // "a1":0.58
    'a2' => $a * 100, // "a2":57.99999999999999
    'a3' => intval($a * 100), // "a3":57
    'a4' => floatval($a * 100), // "a4":57.99999999999999
    'a5' => floatval($a), // "a5":0.58
    'a6' => intval(bcmul($a, 100)), // "a6":58

    'a7' => 1.1 + 2.2, // "a7":3.3000000000000003
    'a8' => floatval(bcadd(1.1, 2.2, 10)), // "a8":3.3

    'a9' => 2 - 1.1, // "a9":0.8999999999999999
    'a10' => floatval(bcsub(2, 1.1, 10)), // "a10":0.9

    'a11' => floatval($a * 100 / 10), // "a11":5.799999999999999
    'a12' => floatval(bcdiv($a * 100, 10, 10)), // "a12":5.8

    'a13' => 10 % 2.1, // "a13":0
    'a14' => bcmod(10, 2.1), // "a14":"1"

    'a15' => pow(1.1, 2), // "a15":1.2100000000000002
    'a16' => bcpow(1.1, 2, 30), // "a16":"1.210000000000000000000000000000"

    'a17' => sqrt(1.1), // "a17":1.0488088481701516
    'a18' => bcsqrt(1.1, 30), // "a18":"1.048808848170151546991453513679"

]), PHP_EOL;

通過這段程式碼大家應該就能清楚地看到 PHP 中的精度丟失問題是否存在了。json_encode() 在轉換資料的時候會根據欄位的型別進行轉換，所以精度問題會比較明顯，這也是很多同學在後端計算的時候明明沒有問題，但通過 json 輸出到前端就會發現資料發生了精度問題的原因。

a1~a6 就是我們第一段測試程式碼的內容，可以很明顯地看到普通地使用 $a * 100 的結果真的是 57.99999999999999 了吧。

a7、a8 是加法的演示，怎麼樣，在 PHP 中，1.1+2.2 的結果其實也和 JS 中是一樣的吧，通過 bcadd() 就可以處理加法的精度問題。同理，a9、a10 是減法的問題，通過 bcsub() 就可以獲得減法的高精度計算結果。bcdiv() 則是用於處理除法。注意，這幾個函式都有第三個引數，它表示的是保留小數點的位數，我們都給了保留 10 位小數點，目的是希望如果出現丟失精度的問題可以和原計算比對。

bcmod() 的餘數計算，對應的也就是 % 計算符號的作用。正常情況下，10 % 2 的結果為 0 是正常的，但這裡我們計算的是 10 % 2.1 結果也是 0 ，而在使用 bcmod() 之後，結果為 1 ，這才是正確的結果。bcpow() 是乘方的計算，對應的是普通函式中的 pow() 函式，同樣在這裡我們在普通函式的計算中 1.1 的 2 次方出現了精度問題，使用 bcpow() 我們顯示 30 位的小數也沒有找到精度異常。這裡需要注意的是，bcpow() 如果指定了小數位數，是會顯示出來的，即使計算結果是沒有小數的，也會以 0 全部顯示出來。而上面其它的函式則不會這樣，只會在確實有小數的情況下才顯示出來。

最後則是 bcsqrt() 函式，也就是二次方根，這個沒有找到有溢位的數可以供我們測試，如果有使用過並發現過溢位的小夥伴可以留言哦。

比較函式

上面說完了各種精度計算的函式，接下來我們看一下數字比較的問題。

echo bccomp(1, 2), PHP_EOL;   // -1
echo bccomp(1.00001, 1, 3), PHP_EOL; // 0
echo bccomp(1.00001, 1, 5), PHP_EOL; // 1

bccomp() 函式就是用來根據小數點位數進行精度比較的函式。它的返回結果是如果引數1小於引數2返回 -1 ，大於返回 1，等於則返回 0 。第三個引數使用者確定比較到哪一位。在這個例子中，我們可以看到，如果只比較到第三位小數的話，1.00001 和 1 的結果是相等的。而如果比較到第五位小數的話，它們的差異就體現出來了。

設定小數點及 bcpowmod 函式

最後我們再看兩個函式。

bcscale(30);
echo bcmod(bcpow(5, 2), 2), PHP_EOL; // 1.000000000000000000000000000000
echo bcpowmod(5, 2, 2), PHP_EOL; // 1.000000000000000000000000000000

bcscale() 是在全域性設定小數點的位數。設定這個函式後，上面介紹過的所有函式如果不寫第三個小數點位數函式的話，都會以 bcscale() 設定的為準。

bcpowmod() 函式的作用就和第二行的測試程式碼一樣，就是先進行一次 bcpow() 再進行一次 bcmod() 。它的使用場景不多，不過寫法很方便。

總結

今天的內容除了 bc 相關的計算函式之外，也講到了精度問題這個各種語言都存在的問題。其實說實話，我們在日常開發中，對於金額這類帶小數點的資料，最好都是以分為單位進行儲存。也就是說，在後臺，儲存和計算的資料都是整型的資料，在前端展示的時候，直接除 100 再保留兩位小數就可以了。這樣就可以極大地保證資料的精度不會丟失。

另外，關於 PHP 中精度問題相關的參考大家可以看看下方第二個連結中鳥哥部落格上的說明。我們的例子 0.58 * 100 也是摘自他的部落格中的示例。

測試程式碼：

https://github.com/zhangyue0503/dev-blog/blob/master/php/202012/source/7.學習PHP中的任意精度擴充套件函式.php

參考文件：

https://www.php.net/manual/zh/book.bc.php

https://www.laruence.com/2013/03/26/2884.html

關注公眾號：【硬核專案經理】獲取最新文章

新增微信/QQ好友：【xiaoyuezigonggong/149844827】免費得PHP、專案管理學習資料

知乎、公眾號、抖音、頭條搜尋【硬核專案經理】

B站ID：482780532