PHP中json浮点精度的解决方法

之前开发的接口需要用到json加签有一次对接JAVA时签名怎么都过不了仔细对比了字符串发现是PHP进行json_encode时会将浮点型所有无意义的0给去掉(echo和var_dump也会)而JAVA那边没有。遂在文档中写下 “json中请把无意义的0去掉”。最近又遇到这个事情需求直接要求显示字符型且精度要保留两位小数于是不得不开始研究PHP的json中浮点型的精度该如何保留的问题。解决方案json_encode常量参数(无法解决)相关知识json_encode的函数原型如下json_encode(mixed $value, int $flags 0, int $depth 512): string|false众所周知json_encode的第一个进阶用法就是它的第二个参数flags也就是“可选的json编码方式”各种奇妙的常量。比如我最长用到的JSON_UNESCAPED_UNICODE让json不自动进行unicode转换直接输出中文。所以第一个想到的就是查看有没有对应的常量参数。查看源码json的常量参数都放在php-src/ext/json/php_json.h中如下12345678910111213/* json_encode() options */#define PHP_JSON_HEX_TAG (10)#define PHP_JSON_HEX_AMP (11)#define PHP_JSON_HEX_APOS (12)#define PHP_JSON_HEX_QUOT (13)#define PHP_JSON_FORCE_OBJECT (14)#define PHP_JSON_NUMERIC_CHECK (15)#define PHP_JSON_UNESCAPED_SLASHES (16)#define PHP_JSON_PRETTY_PRINT (17)#define PHP_JSON_UNESCAPED_UNICODE (18)#define PHP_JSON_PARTIAL_OUTPUT_ON_ERROR (19)#define PHP_JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION (110)#define PHP_JSON_UNESCAPED_LINE_TERMINATORS (111)PHP_JSON_UNESCAPED_UNICODE恰好对应的就是256二进制的设计是为了他们可以方便的复合使用。写法也很多变比如json_encode($data, JSON_UNESCAPED_UNICODE | JSON_UNESCAPED_SLASHES),json_encode($data, JSON_UNESCAPED_UNICODE JSON_UNESCAPED_SLASHES),json_encode($data, 256 64)。都是一样的实现。PHP json_encode中文文档PHP json_encode常量文档其中和数字有关的就是PHP_JSON_NUMERIC_CHECK以及PHP_JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION。1234567// 将所有数字字符串编码成数字numbers。// Encodes numeric strings as numbers.JSON_NUMERIC_CHECK (int)// 确保 float 值始终编码为为 float 值。// Ensures that float values are always encoded as a float value.JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION (int)做排列组合试验123456789101112131415161718192021222324252627282930$str_arr [str11,str21.0,str31.00,str41.1,str51.10,str61.110];$s_j1 json_encode($str_arr, JSON_NUMERIC_CHECK);$s_j2 json_encode($str_arr, JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION);$s_j3 json_encode($str_arr, JSON_NUMERIC_CHECK | JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION);echo$s_j1,PHP_EOL;echo$s_j2,PHP_EOL;echo$s_j3,PHP_EOL;echoPHP_EOL;$float_arr [f1 1,f2 1.0,f3 1.00,f4 1.1,f5 1.10,f6 1.110];$f_j1 json_encode($float_arr, JSON_NUMERIC_CHECK);$f_j2 json_encode($float_arr, JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION);$f_j3 json_encode($float_arr, JSON_NUMERIC_CHECK | JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION);echo$f_j1,PHP_EOL;echo$f_j2,PHP_EOL;echo$f_j3,PHP_EOL;结果{str1:1,str2:1,str3:1,str4:1.1,str5:1.1}{str1:1,str2:1.0,str3:1.00,str4:1.1,str5:1.10}{str1:1,str2:1.0,str3:1.0,str4:1.1,str5:1.1}{f1:1,f2:1,f3:1,f4:1.1,f5:1.1}{f1:1,f2:1.0,f3:1.0,f4:1.1,f5:1.1}{f1:1,f2:1.0,f3:1.0,f4:1.1,f5:1.1}结论可以看到JSON_NUMERIC_CHECK正如文档描述中的那样将所有数字字符串都编码成了数字无意义的0仍旧会被处理掉。而JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION的表现形式就有些奇怪只能在有第一位小数且为0时只保留一位0。显然flags是无法满足需求的。配置项serialize_precision(precision)(无法解决)文档中有这么一句话如果参数是 array 或 object则会递归序列化。编码受传入的 flags 参数影响此外浮点值的编码依赖于 serialize_precision。serialize_precision文档位置serialize_precision int 序列化浮点数时存储的有效数字的位数。-1 表示将使用增强算法来四舍五入此类数字。PHP中serialize_precision配置项用于序列化时控制浮点数的精度而precision用于平常显示时的控制。我们取一个数字echo json_encode(17.2);将serialize_precision从低到高设置。得到下面的结果0 2.0e11 2.0e12 173 17.24 17.2可以比较清楚的看出这个配置的效果了而且显然无法达成需求。题外话测试时发现在PHP7.1以上的版本中如果将serialize_precision的数值设置为很大比如5.*版本默认的17得到的结果是:17.199999999999999。precision同理作用于echo,var_dump,print_r等。所以建议日常使用设置为默认的-1就好。字符串处理-正则如此来看从编码配置层面似乎无法解决这个需求了那么就使用最简单直接的办法 用正则直接对字符串下手。12345678910foreach($dataas$item) {if(is_numeric($item)) {$item sprintf(%.2f,$item);}}$json json_encode($data);// 浮点型转换为数值型$pattern/(\d\.\d)/;$replacement$1;$new_json preg_replace($pattern,$replacement,$json);这段函数是把数值全部先转换为保留2位小数的字符串进行json_encode后再把字符串中所有带.左右是数字的外层的双引号去掉。如果你的json更为复杂需要对正则进行调整。原理-PHP中浮点型的显示我们来看这么一段代码猜测下他的输出结果会是什么12345echo1.0;var_dump(1);var_dump(1.0);var_dump(1.0 1);var_dump(1.00 1.0);结果:1int(1)float(1)bool(false)bool(true)那么为什么会出现float(1),1.00 1.0这样奇怪的输出呢原因在于PHP内核中变量容器ZvalZend value的实现以及显示处理。PHP是一个弱类型语言一个变量可以是任何类型这也得益于Zval的实现。Zval也就是_zval_struct这个结构体主要记录了三块东西值类型引用计数。并没有“显示精度”这种属性和配置。(引用计数和垃圾回收有关)所以在var_dump时显示的是变量的类型float以及和存储的值最近似的有意义的数值也就是float(1)。而使用对比时存储的值相等类型也相等自然就会显示成true。对应源码a) 对浮点型的输出函数 smart_str_append_double1234567891011// Zend\zend_smart_str.cZEND_APIvoidZEND_FASTCALL smart_str_append_double(smart_str *str,doublenum,intprecision,boolzero_fraction) {charbuf[ZEND_DOUBLE_MAX_LENGTH];/* Model snprintf precision behavior. */zend_gcvt(num, precision ? precision : 1,.,E, buf);smart_str_appends(str, buf);if(zero_fraction zend_finite(num) !strchr(buf,.)) {smart_str_appendl(str,.0, 2);}}JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION 是在这里进行的影响会在最终判断是否整形并加.0b) smart_str_append_double 的引用部分123456789// ext\standard\var.cPHPAPI zend_result php_var_export_ex(zval *struc,intlevel, smart_str *buf) {...caseIS_DOUBLE:smart_str_append_double(buf, Z_DVAL_P(struc), (int) PG(serialize_precision),/* zero_fraction */true);break;...}123456789// Zend\zend_ast.cstaticZEND_COLDvoidzend_ast_export_zval(smart_str *str, zval *zv,intpriority,intindent) {...caseIS_DOUBLE:smart_str_append_double(str, Z_DVAL_P(zv), (int) EG(precision),/* zero_fraction */false);break;...}可以很明显的看到serialize_precision和precision就是从这里进行的引入。c) smart_str_append_double 对浮点型字符串的处理函数 zend_gcvt1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041// Zend\zend_strtod.cZEND_APIchar*zend_gcvt(doublevalue,intndigit,chardec_point,charexponent,char*buf) {...if((decpt 0 decpt ndigit) || decpt -3) {/* use E-style *//* exponential format (e.g. 1.2345e13) */...}elseif(decpt 0) {/* standard format 0. */*dst 0;/* zero before decimal point */*dst dec_point;do{*dst 0;}while(decpt 0);src digits;while(*src !\0) {*dst *src;}*dst \0;}else{/* standard format */for(i 0, src digits; i decpt; i) {if(*src !\0) {*dst *src;}else{*dst 0;}}if(*src !\0) {if(src digits) {*dst 0;/* zero before decimal point */}*dst dec_point;for(i decpt; digits[i] !\0; i) {*dst digits[i];}}*dst \0;}zend_freedtoa(digits);return(buf);}e的写法清除无意义的0在这里被实现。如何显示精度如果要显示确切的精度只能转换为字符串类型有两种方法123$number 1;echosprintf(%.2f,$number);echonumber_format($number, 2,.,);两种方法都在PHP4的版本实装可以放心使用。需要注意的是如果本身的位数超过精度这两种方法都会四舍五入。另外number_format的第三个参数为“小数点符号”第四个参数为“千位分隔符”。默认分别是.和,。尤其是需要进行数字计算和正常显示时需要注意“千位分隔符”的设置。关于double和floatPHP中的浮点型是使用c中的double型实现的全部都是遵循 IEEE754 标准64位的双精度浮点数不存在单精度。在PHP中double和float的命名使用的很混乱。在源码中多见double类型判断用的也是IS_DOUBLE。但在7以后显示定义的类型必须使用float。比如function(float $num): float这似乎是为了与其他语言的命名方式保持一致。获取类型的相关函数使用不同版本进行了简单测试很奇怪尽量别用8.212gettype(1.0);// doublevar_dump(1.0);// 8.2版本显示为double8.3及其他版本都是float同时8.2版本也多出了文件位置的输出其他函数:12345678// 都只是别名功能一致is_float();is_double();floatval();doubleval();...浮点型的对比和精确计算从float文档中可以看到由于精度问题官方是不支持把浮点型进行直接对比和计算的“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”。(例如0.1 0.2 在计算机中并不等于 0.3而是等于 0.30000000000000004‌)