64位浮点数_PHP程序员:关于PHP浮点数你应该知道的那些事
文章来自:
https://www.laruence.com/2011/12/19/2399.html
作者:Laruence
商务合作:QQ:1193553883
精选文章正文
首先向大家道个歉,因最近工作繁忙,公众号没来得及更新,十分抱歉,感谢大家一直以来对我的支持,对不住了各位!特意为大家准备课程《workerman实战之PHP在线客服》作为一个小小的礼物,请在本公众号回复关键字 "workerman" 领取课程
PHP是一种弱类型语言, 这样的特性, 必然要求有无缝透明的隐式类型转换, PHP内部使用zval来保存任意类型的数值, zval的结构如下(5.2为例):
struct _zval_struct {
/* Variable information */
zvalue_value value; /* value */
zend_uint refcount;
zend_uchar type; /* active type */
zend_uchar is_ref;
};
上面的结构中, 实际保存数值本身的是zvalue_value联合体:
typedef union _zvalue_value {
long lval; /* long value */
double dval; /* double value */
struct {
char *val;
int len;
} str;
HashTable *ht; /* hash table value */
zend_object_value obj;
} zvalue_value;
今天的话题, 我们只关注其中的俩个成员, lval和dval, 我们要意识到, long lval是随着编译器, OS的字长不同而不定长的, 它有可能是32bits或者64bits, 而double dval(双精度)由IEEE 754规定, 是定长的, 一定是64bits.
请记住这一点, 造就了PHP的一些代码的"非平台无关性". 我们接下来的讨论, 除了特别指明, 都是假设long为64bits
IEEE 754的浮点计数法, 我这里就不引用了, 大家有兴趣的可以自己查看, 关键的一点是, double的尾数采用52位bit来保存, 算上隐藏的1位有效位, 一共是53bits.
在这里, 引出一个很有意思的问题, 我们用c代码举例(假设long为64bits):
long a = x;
assert(a == (long)(double)a);
请问, a的取值在什么范围内的时候, 上面的代码可以断言成功?(留在文章最后解答)
现在我们回归正题, PHP在执行一个脚本之前, 首先需要读入脚本, 分析脚本, 这个过程中也包含着, 对脚本中的字面量进行zval化, 比如对于如下脚本:
$a = 9223372036854775807; //64位有符号数最大值
$b = 9223372036854775808; //最大值+1
var_dump($a);
var_dump($b);
输出:
int(9223372036854775807)
float(9.22337203685E+18)
也就说, PHP在词法分析阶段, 对于一个字面量的数值, 会去判断, 是否超出了当前系统的long的表值范围, 如果不是, 则用lval来保存, zval为IS_LONG, 否则就用dval表示, zval IS_FLOAT.
凡是大于最大的整数值的数值, 我们都要小心, 因为它可能会有精度损失:
$a = 9223372036854775807;
$b = 9223372036854775808;
var_dump($a === ($b - 1));
输出是false.
现在接上开头的讨论, 之前说过, PHP的整数, 可能是32位, 也可能是64位, 那么就决定了, 一些在64位上可以运行正常的代码, 可能会因为隐形的类型转换, 发生精度丢失, 从而造成代码不能正常的运行在32位系统上.
所以, 我们一定要警惕这个临界值, 好在PHP中已经定义了这个临界值:
echo PHP_INT_MAX;
?>
当然, 为了保险起见, 我们应该使用字符串来保存大整数, 并且采用比如bcmath这样的数学函数库来进行计算.
另外, 还有一个关键的配置, 会让我们产生迷惑, 这个配置就是php.precision, 这配置决定了PHP再输出一个float值的时候, 输出多少有效位.
最后, 我们再来回头看上面提出的问题, 也就是一个long的整数, 最大的值是多少, 才能保证转到float以后再转回long不会发生精度丢失?
比如, 对于整数, 我们知道它的二进制表示是, 101, 现在, 让我们右移俩位, 变成1.01, 舍去高位的隐含有效位1, 我们得到在double中存储5的二进制数值为:
0/*符号位*/ 10000000001/*指数位*/ 0100000000000000000000000000000000000000000000000000
5的二进制表示, 丝毫未损的保存在了尾数部分, 这个情况下, 从double转会回long, 不会发生精度丢失.
我们知道double用52位表示尾数, 算上隐含的首位1, 一共是53位精度.. 那么也就可以得出, 如果一个long的整数, 值小于:
2^53 - 1 == 9007199254740991; //牢记, 我们现在假设是64bits的long
那么, 这个整数, 在发生long->double->long的数值转换时, 不会发生精度丢失.
$f = 0.58;
var_dump(intval($f * 100)); //为啥输出57
?>
为啥输出是57啊? PHP的bug么?
我相信有很多的同学有过这样的疑问, 因为光问我类似问题的人就很多, 更不用说bugs.php.net上经常有人问...
要搞明白这个原因, 首先我们要知道浮点数的表示(IEEE 754):
浮点数, 以64位的长度(双精度)为例, 会采用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.
这里的关键点就在于, 小数在二进制的表示, 关于小数如何用二进制表示, 大家可以百度一下, 我这里就不再赘述, 我们关键的要了解, 0.58 对于二进制表示来说, 是无限长的值(下面的数字省掉了隐含的1)..
0.58的二进制表示基本上(52位)是: 0010100011110101110000101000111101011100001010001111
0.57的二进制表示基本上(52位)是: 0010001111010111000010100011110101110000101000111101
而两者的二进制, 如果只是通过这52位计算的话,分别是:
0.58 -> 0.57999999999999996
0.57 -> 0.56999999999999995
至于0.58 * 100的具体浮点数乘法, 我们不考虑那么细, 有兴趣的可以看(Floating point), 我们就模糊的以心算来看... 0.58 * 100 = 57.999999999
那你intval一下, 自然就是57了....
可见, 这个问题的关键点就是: "你看似有穷的小数, 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, 这就是这样的.....
以上是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 51coding
视频 | PHP秒杀系统 高并发高性能的极致挑战
·END·
51coding
技术教程分享平台
微信号:51coding
喜欢就点击一下吧
64位浮点数_PHP程序员:关于PHP浮点数你应该知道的那些事相关推荐
- 32位和64位系统对于程序员的影响
win32,win64编程永恒;语言编程需要注意的64位和32机器的区别 一.数据类型特别是int相关的类型在不同位数机器的平台下长度不同.C99标准并不规定具体数据类型的长度大小,只规定级别.作下比 ...
- 只有170字节,最小的64位Hello World程序这样写成
点击上方 "编程技术圈"关注, 星标或置顶一起成长 后台回复"大礼包"有惊喜礼包! 每日英文 You got a dream,You gotta protect ...
- 阿里巴巴一位 70 后程序员的 26 个职场感悟!
© -PinkCuty 在上周末阿里巴巴中间件举办的APM深度交流技术沙龙上,出现一位白发高龄程序员,一个本子.一支笔.一台笔记本,正记录着台上80后和90后开发者分享的分布式系统下的压测.监控和可用 ...
- [思考]-32位的应用程序和64位的应用程序有什么区别
文章目录 1.32位的应用程序和64位的应用程序有什么区别 2.在aarch64的linux os中,是否同时支持运行32位app和64位app ★★★ 链接 : 个人博客导读首页-点击此处 ★★★ ...
- 5位最具影响力的程序员
他们是为软件开发奠定坚实基础的先锋程序员. > Photo by Simon Abrams on Unsplash 从1和0开始,编程已走很长一段路要到达当前的抽象状态.过去的程序员为伟大的发明 ...
- 什么原因成就了一位优秀的程序员?(转)
这些年我曾和很多程序员一起工作,他们之中的一些人非常厉害,而另一些人显得平庸.不久前因为和一些技术非常熟练的程序员工作感觉很愉快,我花了一些时间在考虑我佩服他们什么呢?什么原因让优秀的程序员那么优秀, ...
- 什么原因成就了一位优秀的程序员?
这些年我曾和很多程序员一起工作,他们之中的一些人非常厉害,而另一些人显得平庸.不久前因为和一些技术非常熟练的程序员工作感觉很愉快,我花了一些时间在考虑我佩服他们什么呢?什么原因让优秀的程序员那么优秀, ...
- 一位外包女程序员的心酸史和无奈
[ 爱开发]陪伴你一起成长 一位外包女程序员的心酸史和无奈 文 | 洪生鹏 1 不知不觉已在IT行业里混了五年了,这五年来,每天如同勤劳的蚂蚁搬默默地搬砖.写这篇文章,主要是想和大家分享一下自己的成长 ...
- win7记事本如何转换html,win7记事本程序在哪里 64位win7记事本程序怎么安装
WINDOWS 7下的记事本程序目录位置? 如何建立在Windows启动时能自动运行的记事本程序的 把那个记事本文件拖到C:\Documents and Settings\All Users\「开始」 ...
最新文章
- 【c语言】蓝桥杯算法提高 温度转换
- 填谷式无源pfc电路_有源PFC电路上各个元件的作用-安泰维修
- php代码丑,php – 屏幕截图你生命中见过的最丑陋的HTML
- VS2010 C++ 插件 VissualAssistX 安装
- Java实现Spark-Redis,Spark 之 Redis on spark java.io.NotSerializableException
- pandas将字符串转换成时间_pandas入门: 时间字符串转换为年月日
- 随想录(平台软件和项目代码)
- POJ3264Balanced Lineup(线段树)
- python教程视频下载-python怎么下载视频
- 温湿度传感器实验-传感器原理及应用实验
- E680手机上能用的 MPlayer
- CAD教程:CAD软件打开图纸后钢筋符号无法读取的解决办法
- android 进制转换的方法
- 关于啤酒和尿布故事的真相
- 利用python查询电脑配置_干货|利用Python将地址转换为经纬度坐标
- 自助提取公积金(北京)
- 国产化飞腾CPU主板安装统信专业版桌面OS,以及统信OS如何进root用户
- 支付市场大变局:流量见顶与线下狂飙 拉卡拉迎新机遇
- java实现的一个发送手机短信
- 智安荣誉丨智安【一站式等保云平台】荣获第六届“创客中国”网络安全中小企业创新创业大赛优胜奖!
热门文章
- ubuntu php zip 安装教程,Ubuntu安装zip解压软件
- detectron2的构建安装与常见问题
- Spring5框架 笔记总结(二)
- windows照片查看器没了_HoneyView - 快速的图片查看器
- Python爬取bing图片
- Oracle EBS R12 GL总帐模块 核心标准表(Table)
- 代码洁癖系列(四):可忽略的注释
- SpringCloud微服务实战——搭建企业级开发框架(四十八):【移动开发】整合uni-app搭建移动端快速开发框架-使用第三方UI框架
- Tensorflow系列 | Tensorboard详解(下篇)
- 2021-09-04剑指Offer43.1~n整数中1出现的次数