2019-11-13 PHP7.x json_encode() Float Issue

问题描述

在使用 json_encode()返回浮点类型数据时会出现精度问题

<?php
    echo json_encode(array('a'=>0.18));
?>
运行结果:
php5.x
{"a":0.18}

php7.x
{"a":0.17999999999999999}

配置

  • 通过查看php.ini配置文件,两个系列版本的配置都为

    • precision = 14
    • serialize_precision = 17
  • 以下为部分截取的底层源码

php5.x
if (!zend_isinf(dbl) && !zend_isnan(dbl)) {//非无穷尽
len = spprintf(&d, 0, "%.*k", (int) EG(precision), dbl);
smart_str_appendl(buf, d, len);
efree(d);
}

php7.x
php_gcvt(d, (int)PG(serialize_precision), '.', 'e', num);
len = strlen(num);

可以从实现源码看出所不同的是php5.x采用的是precision的值来作为精度运算的
而php7.x采用的是serialize_precision的值
这就导致了同样的配置,不同的php版本,所得到的结果是不同的
在php7.x中serialize_precision =17
所以浮点数会保留17位的精度
{"a":0.17999999999999999}

解决方案

1、更改php_ini中 serialize_precision = 17 值为14
2、在运行时动态修改serialize_precision的配置值
在使用json_encode函数前使用

 ini_set('serialize_precision', 14);

设置serialize_precision值。
3、更改json_encode中传入数组的值是浮点数类型的改为字符串类型,跳过json_encode对浮点数的处理机制

写法1
$a = 0.18;
$data = [
    'a' => (string)$a,
];

写法2
$a = 0.18;
$data = [
    'a' => strval($a),
];

最佳解决方案

This RFC proposes to introduce a new setting EG(precision)=-1 and PG(serialize_precision)=-1 that uses zend_dtoa()'s mode 0 which uses better algorigthm for rounding float numbers (-1 is used to indicate 0 mode).
In short, there's a new way to make PHP 7.1 json_encode use the new and improved precision engine. In php.ini you need to change serialize_precision to serialize_precision = -1

原文的意思就是说设置

serialize_precision = -1 ;

这将会采用一种更好的,新的算法进行精度运算

方案对比

不讨论将浮点数类型的改为字符串类型的方案,只讨论serialize_precision 的取值在为-1,14,17时的性能对比

<?php
    $stime=microtime(true); #获取程序开始执行的时间
    #你写的php代码
     for($i=0;$i<1000000;$i++){
      json_encode(array('a'=>0.18));
    }
     $etime=microtime(true); #获取程序执行结束的时间
     $total=$etime-$stime;   #计算差值
     echo "<br />{$total} times";

当值为-1时, 运算结果为0.63303589820862 times
当值为14时,运算结果为0.43502497673035 times
当值为17时,运算结果为1.3600780963898 times

总结

这个问题的本质原因是由于PHP浮点数精度问题,但引发此问题的原因却是json_encode()处理浮点数精度的参数值从使用precision改为使用serialize_precision。