Question

有人可以解释最近2起案件的情况吗？

$x=PHP_INT_MAX;
var_dump($x);            // int(9223372036854775807)        no problem
var_dump($x+1);          // float(9.2233720368548E+18)      value is cast to float still no problem
var_dump($x+1-1);        // float(9.2233720368548E+18)      still okay
var_dump((int)($x+1-1)); // int(-9223372036854775808)       negative value?!!
var_dump($x+1-$x);       // float(0)                        zero?!!!!!!!!!!!

根据PHP manual：

PHP_INT_MAX是最大整数。

如果PHP遇到超出整数类型边界的数字，则会将其解释为float。另外，一个操作   超出整数类型边界的数字将返回   而不是浮动。

所以前2个转储没问题。第三个转储给出了预期的结果，但是为什么最后两个转储给出一个负值并且为零？

Answer 1

两种不同的组合：浮点舍入和整数溢出。

var_dump($x+1-$x);       // float(0)                        zero?!!!!!!!!!!!

这是因为floating point算术不精确（它不可能，因为实数可以是无穷大的）。 $x和$x+1非常接近，它们会四舍五入到相同的浮点值，因此float($x+1)==float($x)。现在你知道为什么$x+1-$x==0。

结合整数溢出，您得到以下结果：

var_dump((int)($x+1-1)); // int(-9223372036854775808)       negative value?!!

由于上述原因$x+1-1==float(9223372036854775808)。将此转换为int overflows并变为负值。

9223372036854775808==2^63，其中64位有符号整数变为-2^63

Answer 2

关于第4次测试：整数已签名。在内部，它们以这样的方式存储，当你添加一个时，值会换行并变成最低的负整数。如果是4位有符号半字节，则看起来像：

0111 (=7) + 0001 (=1) = 1000 (= -7)

这部分解释了一个数字如何突然变成一个非常大的负数。

但是你会期望x + 1-1是x，但它可能是有效数字的问题。 PHP只存储14位有效数字，这不足以完全存储9223372036854775807之类的数字而不会丢失信息。

我将解释使用第5次测试：

浮点数可能包含比整数大得多的数字，但只包含有限数量的有效数字。这就是为什么它看起来像9.2233720368548E+18而不是9223372036854800000或9223372036854775808。

由于1等较低的数字超出了该数字的有效数字，我认为9.2233720368548E+18 + 1仍为9.2233720368548E+18。这也意味着9.2233720368548E+18 + 1 - 9.2233720368548E+18为0，因为+1只是没有任何效果。

我认为这实际上是两种情况的解释。

奇怪的是，您通常不必知道任何这些实现细节，特别是在像PHP这样的脚本语言中，但在这样的测试中，它们可能无论如何都会出现，有时会导致奇怪的行为。

另外，您可能需要阅读The PHP floating point precision is wrong by default。它包含了使用浮点数可能发生的其他舍入错误的一个很好的解释，它将使您更深入地了解浮点数在一般情况下以及在PHP中的工作方式。

Answer 3

这与计算机如何存储数字有关。在这种情况下，带符号的数字，意味着它们都可以是负数和正数。

为了它，我将使用一个8位的例子。计算机可以存储从-128到127的号码。 -128表示为1000 0000，而127表示为0111 1111。第一位表示数字是负数还是正数。每一位都值2^n，n是从右到左的位置。对于127，它是2^0 + 2^1 + 2^2 + 2^3 + 2^4 + 2^5 + 2^6 + 2^7 = 127.相反的负值。

var_dump($x);            // int(9223372036854775807)        no problem

没问题，因为我们只是将其设置为最大值。

var_dump($x+1);          // float(9.2233720368548E+18)      value is cast to float still no problem
var_dump($x+1-1);        // float(9.2233720368548E+18)      still okay

这里有问题，+1和+ 1-1等于同一件事。他们不应该这样，问题确实发生在这里，更加微妙。

var_dump((int)($x+1-1)); // int(-9223372036854775808)       negative value?!!

在这种情况下，0111 (...) +1等于1000 (...)这是绝对值，请注意数字末尾的8，而正值则为7。 设置CPU中的溢出标志。

var_dump($x+1-$x);       // float(0)                        zero?!!!!!!!!!!!

$ x + 1强制转换为浮动，然后减去相同的值（因为浮点数的舍入错误），$ x + 1与$ x相同，所以$ x- $ x = 0。

希望这能澄清一些。

越过PHP中的整数限制

3 个答案: