Quando funções aritméticas de precisão arbitrária devem ser usadas no PHP?

Meu colega usa as funções da Calculadora binária nos cálculos de largura de banda; tanto quanto terrabytes e com divisão percentual na alocação. Seu uso dessas funções parece correto para não perder um byte; embora ele pareça usá-los agora para tudo.

O manual diz apenas:

Para matemática de precisão arbitrária, o PHP oferece a Calculadora Binária, que suporta números de qualquer tamanho e precisão, representados como strings.

Qual é o tamanho? Isso é realmente necessário? Qual é o tamanho do float padrão no PHP? Há algum bom conselho sobre isso ou coisas a serem lembradas?

O tamanho dos números inteiros no PHP depende da plataforma .

O tamanho de um número inteiro depende da plataforma, embora um valor máximo de cerca de dois bilhões seja o valor usual (com 32 bits assinados). As plataformas de 64 bits geralmente têm um valor máximo de cerca de 9E18. O PHP não suporta números inteiros não assinados. O tamanho inteiro pode ser determinado usando a constante PHP_INT_SIZE e o valor máximo usando a constante PHP_INT_MAX desde o PHP 4.4.0 e o PHP 5.0.5.

O tamanho dos carros alegóricos também depende da plataforma :

O tamanho de um flutuador depende da plataforma, embora um máximo de ~ 1.8e308 com uma precisão de aproximadamente 14 dígitos decimais seja um valor comum (o formato IEEE de 64 bits).

e há um grande aviso vermelho no manual sobre precisão de flutuação:

Os números de ponto flutuante têm precisão limitada. Embora dependa do sistema, o PHP normalmente usa o formato de precisão dupla IEEE 754, que fornecerá um erro relativo máximo devido ao arredondamento na ordem de 1.11e-16. Operações aritméticas não elementares podem gerar erros maiores e, é claro, a progragação de erros deve ser considerada quando várias operações são compostas.

Além disso, números racionais que são exatamente representáveis ​​como números de ponto flutuante na base 10, como 0,1 ou 0,7, não têm uma representação exata como números de ponto flutuante na base 2, que é usada internamente, independentemente do tamanho da mantissa. Portanto, eles não podem ser convertidos em seus equivalentes binários internos sem uma pequena perda de precisão. Isso pode levar a resultados confusos: por exemplo, floor ((0.1 + 0.7) * 10) geralmente retornará 7 em vez do esperado 8, já que a representação interna será algo como 7.9999999999999991118 ....

A extensão BC Math ignora as dependências, permitindo que você especifique explicitamente um número inteiro grande como uma string e evite a interpretação do PHP de literais inteiros. As funções GMP também são boas alternativas e funcionam de maneira semelhante. Podemos assumir com segurança que any sizese refere ao tamanho máximo de strings, limitado apenas pela memória disponível :

Não há problema em que uma cadeia se torne muito grande. O PHP não impõe limites no tamanho de uma string; o único limite é a memória disponível do computador em que o PHP está sendo executado.

Se faz sentido ou não, só pode ser decidido caso a caso. Nunca notei nenhum problema real de desempenho com as funções da extensão, mas certamente elas não são tão rápidas quanto as alternativas nativas.

Isso é realmente necessário?

Só é necessário quando é, mas nem sempre é óbvio. Você pode identificar facilmente abusos flagrantes, mas não pode argumentar com facilidade em cenários mais complexos.

Discuta com seu colega e descubra por que ele os usa em todos os lugares . Os transbordamentos levam a situações extremamente feias, que acho bastante difíceis de identificar e resolver. Se ele está abusando do BC Math, pode ser porque ele ficou terrivelmente preso uma vez e tenta jogar o mais seguro possível. Embora não exista nada de inerentemente errado no uso do BC Math, a penalidade de desempenho insignificante pode ser um problema sério em vários cenários. Se você notar algum problema de desempenho, verifique o perfil de seu aplicativo e verifique se isso está relacionado ao BC Math.

Lembre-se sempre de que seus cálculos devem funcionar corretamente:

• Em todos os sistemas que você está alvejando, incluem máquinas de desenvolvimento individuais e (é claro) máquinas de produção.
• Independentemente de possíveis atualizações ou downgrades do sistema / plataforma.

No desenvolvimento de várias plataformas, você deve sempre considerar o limite mais baixo como um limite rígido. Se você está absolutamente certo de que seus cálculos não ultrapassarão os limites (incluindo os resultados), não faz sentido usar o BC Math.

Mas se o que você está descrevendo é que ele prefere echo bcadd("1", "2");mais echo 1+2;, bem, boa sorte!

Encontrei um post extremamente interessante e relevante em minha enorme lista de favoritos, Inteiros em PHP, com tesoura e portabilidade , no blog MySQL Performance da Percona. É antigo (2007), mas fornece uma boa visão geral de vários snafus com portabilidade inteira em PHP.

Há algum bom conselho sobre isso ou coisas a serem lembradas?

O uso das funções matemáticas BC no PHP tem vantagens e desvantagens.

Vantagens:

• você pode executar cálculos básicos em números com "números de qualquer tamanho e precisão".

Desvantagens:

• o cálculo não é nativo (os cálculos em Inteiro ou Flutuante são nativos em PHP e geralmente em CPU)
• números a serem gerenciados como strings
• código não é fácil de ler

Portanto, podemos ver que o BC Math é reservado para um uso específico, e pode ofuscar as fórmulas e até os algoritmos, além de retardar cálculos maciços.

Portanto, é uma boa idéia entender os cálculos de negócios para descobrir quando essas funções são realmente necessárias e onde são inúteis. Portanto, aqui você precisa se concentrar na velocidade e na legibilidade do código. Então é apropriado escolher a convenção de codificação do projeto sobre o uso do BC Math.

Para fazer isso, é necessário entender as diferenças técnicas entre os cálculos nativos do PHP e a função matemática BC. Essas são as suas perguntas "Qual é o tamanho? Qual é o tamanho do flutuador padrão no PHP?"

Qual é o tamanho?

Não conseguimos encontrar muita documentação sobre a dele. Provavelmente, desde que uma string possa estar em PHP.

Qual é o tamanho do float padrão no PHP?

"O tamanho de um flutuador depende da plataforma, embora um máximo de ~ 1.8e308 com uma precisão de aproximadamente 14 dígitos decimais seja um valor comum (o formato IEEE de 64 bits)."

Mais detalhes no manual do PHP .

Observe que o PHP também fornece funções GMP que executam cálculos em números inteiros grandes.

Acho o bcmath muito mais amigável do que o GMP. Até agora, eu nem consegui descobrir como lidar com cálculos de ponto flutuante com o GMP em PHP. Todo o material de ponto flutuante parece ter sido omitido na versão PHP. Então, eu fico com bcmath (por enquanto).

O GMP no PHP parece ser voltado para cálculos da teoria dos números e não para cálculos numéricos, como decimais de pi (ou e) e similares.

"Existe algum bom conselho sobre isso ou coisas a serem lembradas?"

Não há substituto real para:

1. conhecendo as limitações da sua plataforma PHP e

2. entender os requisitos computacionais do seu problema.

Além disso, alguma compreensão da matemática da computação é sempre útil.

"When must arbitrary precision arithmetic functions be used in PHP?"

Eu nunca ouvi falar de um site ter que usar funções bcmath no PHP para o que poderia ser considerado uma prática normal, e lembre-se de que a maioria dos sites maiores da Internet usa quantidades substanciais de PHP e mais de 240 milhões dos "menores" "sites são codificados usando PHP.

bcmath é normalmente usado para casos extremos em que os números provavelmente se tornarão muito grandes ou muito pequenos, em vez de situações em que um 'longo' é necessário em vez de um int, ou quando o tamanho específico de um int ou float é uma preocupação.

"How much is any size?"

bcmath é limitado apenas pela memória e, na verdade, essa não é uma limitação real. Um teste rápido com bcmath mostra que ele pode manipular números maiores que 2 ^ 1000000 (que são 301.030 ou mais dígitos, um milhão são apenas sete dígitos) e '0,1 - 2 ^ 1000000', o que resulta em uma proporção negativa igual.

Quanto ao desempenho, o bcmath é rápido, mas pode consumir muita memória. Basicamente, calcula os números da mesma maneira que faríamos (como seres humanos) usando uma caneta no bloco. Os números realistas podem ser processados ​​em apenas algumas centenas de etapas, geralmente resultando em apenas alguns milissegundos de tempo. Mas essas 'poucas centenas' de cópias de seqüência de caracteres serão adicionadas à memória. Observe que os números acima (2 ^ 1000000) são incomensuravelmente grandes e levam meu laptop bastante antigo de 2 a 3 segundos para lidar.

"Is it really necessary?"

Em suma, sim, mas muito raramente.

Por exemplo, os hashes SHA-1 são na verdade números, não cadeias. O número mais alto possível usando SHA-1 é 2 ^ 160, ou 1.461.501.637.330.902.918.203.684.832.716.283.019.655.932.542.976. Não há como trabalhar com esses números usando tipos de dados nativos, e trabalhar com hashes SHA-1 (como números) é bastante comum em algoritmos distribuídos.

Novamente, isso é raro, mas quando é necessário, realmente não há um substituto, independentemente do seu sistema ou estrutura de preferência.

"Advise"

Não use bcmath a menos que você saiba que é o que precisa ou apenas goste de brincar com números. Ele não quebra nada e não deve causar problemas visíveis de desempenho, mas a maioria dos problemas pode ser resolvida usando os tipos de dados padrão do PHP.