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关于php:数学相关函数在PHP中的应用简介

jiezi

对于数学计算来说，最常见的其实还是咱们应用各种操作符的操作，比如说 + 加、- 减 之类的。当然，PHP 中也为咱们提供了一些能够不便地进行其余数学运算的操作函数。这些函数都属于 Math 扩大。这个扩大是默认蕴含在 PHP 源码中的，不须要额定的装置，也不须要在编译的时候有什么特地的参数，都是间接能够应用的。

常见数学函数

首先，咱们来看看比拟常见的数学函数。

var_dump(abs(-12)); // int(12)
var_dump(abs("-12.22")); // float(12.22)

var_dump(ceil(2)); // float(2)
var_dump(ceil(2.1)); // float(3)
var_dump(ceil(2.9)); // float(3)
var_dump(ceil(-2.9)); // float(-2)

var_dump(floor(2)); // float(2)
var_dump(floor(2.1)); // float(2)
var_dump(floor(2.9)); // float(2)
var_dump(floor(-2.9)); // float(-3)

abs() 是获取数据的绝对值。ceil() 用于舍弃小数位，并返回向上的一个整数，比方咱们测试代码中的 2.1 应用 ceil() 之后返回的后果是 3。而 -2.9 返回的后果则是 2。其实也就是返回的是舍弃小数后并且不小于这个给定数据的一个整数。

floor() 的作用和 ceil() 是反过来的，返回的是舍弃浮点数点后小于给定数据的一个整数。

var_dump(fmod(5.7, 1.3)); // float(0.5)
var_dump(fmod(6, 3));  // float(0)

var_dump(pow(2,5)); // int(32)
var_dump(sqrt(9)); // float(3)
var_dump(sqrt(10)); // float(3.1622776601684)

fmod() 返回的是取模之后的余数，它是带小数的，如果间接应用 % 取模的话，只会返回整数。大家能够试下 5.7%1.3 的后果是什么。

pow() 也是比拟罕用的乘方函数，第二个参数就是第一个参数的几次方。sqrt() 则是二次根函数，9 开方后的后果就是 3。

除了 sqrt() 之外，还有几个二次方根常量是零碎为咱们定义好的。

var_dump(M_SQRT2); // sqrt(2) float(1.4142135623731)
var_dump(M_SQRT3); // sqrt(3) float(1.7320508075689)
var_dump(M_SQRT1_2); // 1/sqrt(2) float(0.70710678118655)

它们对应的成果其实就是正文中写明的调用 sqrt() 函数的成果。比方 M_SQRT2 就相当于是 2 的二次方根 sqrt(2) 的成果。

var_dump(max(10, 20, 39, 25)); // int(39)
var_dump(min(5, 3, 1, 9, 8)); // int(1)

var_dump(max([10, 20, 39, 25])); // int(39)
var_dump(min([5, 3, 1, 9, 8])); // int(1)

max() 函数用于返回指定参数中最大的那个数，min() 函数用于返回指定参数中最小的那个数。这两个函数的参数都是不固定长度的，也就是你传多少个参数都能够的。它也能够间接接管一个数组作为参数，并返回数组中最大的那个元素。这两个函数能够配合指定一个变量的最大最小值范畴。比方咱们的分页：

max(1, min(100, $page));

它的意思是传递过去的当前页只能是 1 – 100 范畴内的，如果超过 100 了，则返回 100，如果小于 1 了，则返回 1。可能第一次接触到这两个函数的同学看到这个会比拟晕，认真琢磨一下哦！

var_dump(is_finite(M_PI)); // bool(true)
var_dump(is_infinite(M_PI)); // bool(false)
var_dump(is_finite(M_EULER)); // bool(true)

is_finite() 和 is_infinite() 用于判断数据是否是无理数，is_finite() 在应用的时候如果数据是无理数的话，它返回的是 ture。而 is_infinite() 则相同，无理数时返回的是 false，有理数时返回的是 true。

圆周率相干

在上文中，咱们看到了一个常量 M_PI。它代表的就是 3.14…… 那个圆周率的数值。

var_dump(M_PI); // float(3.1415926535898)
var_dump(pi()); // float(3.1415926535898)

能够看到，间接打印的话，M_PI 只是准确到小数点后 13 位，但通过 is_finite() 判断的话，它返回的是无理数，也就是有限不循环小数的。另外，通过 pi() 这个函数，也能够取得圆周率的数值。此外，还有一堆和派无关的常量。

var_dump(M_PI_2); // pi()/2 float(1.5707963267949)
var_dump(M_PI_4); // pi()/4 float(0.78539816339745)
var_dump(M_1_PI); // 1/pi() float(0.31830988618379)
var_dump(M_2_PI); // 2/pi() float(0.63661977236758)
var_dump(M_SQRTPI); // sqrt(pi()) float(1.7724538509055)
var_dump(M_2_SQRTPI); // 2/sqrt(pi) float(1.1283791670955)
var_dump(M_LNPI); // log_e(pi()) float(1.1447298858494)

它们所代表的含意在正文中也曾经阐明了。比方 M_PI_2 所代表的意思就是 派 除以 2 之后的后果。

对数

虽说罕用的一些对数咱们曾经烂熟于心了，但一些不罕用或者运算后生成的对数手算是十分麻烦的，不必放心，PHP 也曾经为咱们筹备好了对数的计算函数。

var_dump(log(32)); // float(3.4657359027997)
var_dump(log(32, 2)); // 5

默认状况下，log() 函数是以 10 为底的对数计算，咱们能够间接给它指定第二个参数为底数。

var_dump(log10(1000)); // float(3)

var_dump(log1p(31)); // float(3.4657359027997)

var_dump(exp(12)); // float(162753.791419)

log10() 很显著就是间接以 10 为底的对数运算。而 log1p() 返回的则是 log(1+number) 的后果，也就是给对数默认加了 1。exp() 函数是计算 e 的指数，测试代码中计算的就是 e12 的值。

var_dump(M_E); // e float(2.718281828459)
var_dump(M_LOG2E); // log_2 e float(1.442695040889)
var_dump(M_LOG10E); // log_10 e float(0.43429448190325)
var_dump(M_LN2); // log_e 2 float(0.69314718055995)
var_dump(M_LN10); // log_e 10 float(2.302585092994)

同样，对数也有很多常量，具体的解释也都在正文中，大家能够本人看一下。

随机数

随机数的性能恐怕是 Math 扩大中最为罕用的。

var_dump(getrandmax()); // int(2147483647)

getrandmax() 函数用于返回随机数所能产生的最大值。联合上面的 rand() 函数再来看这个函数的作用。

var_dump(rand()); 
var_dump(rand(5, 15));

如果咱们不指定 rand() 函数的参数，也就是不指定它的范畴的话，那么 rand() 函数生成的值就是从 0 到 getrandmax() 范畴内的任意随机数。如果咱们为 rand() 函数指定了范畴，那么只会生成指定范畴内的随机数。

var_dump(mt_getrandmax()); // int(2147483647)
var_dump(mt_rand()); 
var_dump(mt_rand(5, 15));

mt_ 结尾的这三个随机数相干的函数在应用上和一般的 rand() 没有什么区别。不过当初更举荐应用 mt_rand() 来生成随机数。它产生随机数的平均速度比 rand() 快四倍，这是官网文档中说的，而且，mt_rand() 在文档中也说了是非正式用来替换 rand() 函数的。反正不论怎么样，既然官网文档都这么说了，那么咱们还是尽量多应用 mt_rand() 吧。

另外，当初生成随机数不须要事后筹备随机数种子了，也就是不须要应用 srand() 或 mt_srand() 这两个函数了。可能在一些框架中会见到它们的身影哦，这里我就不做演示了。

三角函数

三角函数预计是大家中学期间的恶梦。其实在程序开发中，除了特定的一些畛域之外，应用它们的机会还真的不多。就像我就素来都没有应用过，所以这里就是简略地演示一下。

var_dump(hypot(3,4)); // float(5)
var_dump(hypot(5,12)); // float(13)

首先是一个计算三角形斜边的函数 hypot()。这里测试咱们用得是最经典的两个 勾股数，置信这个后果又勾起了大家中学时的美妙回顾吧。

var_dump(sin(M_PI_2)); // float(1)
var_dump(cos(M_PI_2)); // float(6.1232339957368E-17)
var_dump(tan(M_PI_2)); // float(1.6331239353195E+16)

var_dump(sin(deg2rad(90))); // float(1)

var_dump(asin(sin(M_PI_2))); // float(1.5707963267949)
var_dump(acos(cos(M_PI_2))); // float(1.5707963267949)
var_dump(atan(tan(M_PI_2))); // float(1.5707963267949)

var_dump(sinh(sin(M_PI_2))); // float(1.1752011936438)
var_dump(cosh(cos(M_PI_2))); // float(1)
var_dump(tanh(tan(M_PI_2))); //float(1)

var_dump(asinh(sin(M_PI_2))); // float(0.88137358701954)
var_dump(acosh(cos(M_PI_2))); // float(NAN)
var_dump(atanh(tan(M_PI_2))); // float(NAN)

这一大片就不必多解释了吧，说多了都是眼泪啊。其中比拟非凡的是咱们能够看到有一个 deg2rad() 办法，它是用来将角度转换成弧度的函数。后面带 a 的都是对应三角函数的反函数，前面带 h 的都是对应三角函数的双曲函数，又带 a 又带 h 的就是反双曲函数了。

在最初两段测试代码中，咱们的数据呈现了 NAN 这种状况。置信不少同学也会在开发的过程中有意无意地见过这个类型。NAN 是一种十分非凡的类型，它本意代表的是 非数字 这个概念。但它又不属于任何一种标量类型，而且两个 NAN 也不是相等的，另外 json_encode() 的时候也是不能有 NAN 这种类型的。置信做过金融或者统计分析相干零碎的敌人肯定对这个 NAN 深有体会。

var_dump(atanh(tan(M_PI_2)) == atanh(tan(M_PI_2))); // bool(false)
var_dump(atanh(tan(M_PI_2)) === atanh(tan(M_PI_2))); // bool(false)

var_dump(NAN == NAN); // bool(false)
var_dump(NAN === NAN); // bool(false)

$v = json_encode(['test'=>NAN]);
echo $v, PHP_EOL; // 
echo json_last_error_msg(); // Inf and NaN cannot be JSON encodedbool(true)

是不是很诡异的一种数据类型，须要判断一个计算结果是不是 NAN 类型，只能应用 is_nan() 这个函数。

var_dump(is_nan(atanh(tan(M_PI_2)))); // bool(true)
var_dump(is_nan(NAN)); // bool(true)

进制转换

最初就是进制转换方面的运算了。说实话，在面试的时候有人问过我如何进行二进制和十进制的转换，其实就是冀望我手写转换的代码。然而哥们间接写得是这几个进制转换的函数，面试官过后那个一脸黑线 ….

var_dump(bindec("11")); // int(3)
var_dump(bindec("110011")); // int(51)

var_dump(hexdec("FF")); // int(255)
var_dump(hexdec("A37334")); // int(10711860)

var_dump(octdec('77')); // int(63)

bindec() 二进制转十进制，hexdec() 十六进制转十进制，octdec() 八进制转十进制。

var_dump(decbin(51)); // string(6) "110011"
var_dump(dechex(255)); // string(2) "ff"
var_dump(decoct(63)); // string(2) "77"

单词换下地位，把 dec 都放到后面来，就变成了十进制转换到相应进制的函数了。这些都比较简单，最初，还有一个能够进行任意进制转换的函数。

var_dump(base_convert("A37334", 16, 10)); // string(8) "10711860"
var_dump(base_convert("A37334", 16, 2)); // string(24) "101000110111001100110100"

base_convert() 的意思就是将第一个参数的内容，由 第二个参数 的进制转换到 第三个参数 的进制。比方这段测试代码，咱们就是将 A37334 从 16 进制 转换到 10 进制 和 2 进制。

总结

明天的内容很丰盛吧，数学计算相干的函数其实还有一些，不过并不是太罕用这里也就没有多写了。数学是计算机的根底，也是理工科所有业余的根底，计算机编程语言中为咱们提供的这些函数大家还是要灵便把握的，特地是在某些面试的场景下会十分有用。

测试代码：

https://github.com/zhangyue0503/dev-blog/blob/master/php/202012/source/9. 数学相干函数在 PHP 中的利用简介.php

参考文档：

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

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