跨越PHP中的整数限制

有人能解释一下在最后两个案例中发生了什么吗

$x=PHP_INT_MAX;
var_dump($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?!!!!!!!!!!!

根据报告：

• PHP_INT_MAX是最大整数大小
• 如果PHP遇到一个超出整数类型边界的数字，它将被解释为浮点。还有，一个操作 结果将返回超出整数类型边界的数字 而是一个浮子

所以前两次转储是可以的。第三次转储给出了预期结果，但为什么最后两次转储会给出负值和零？

关于第四次测试： 整数是有符号的。在内部，它们是以这样的方式存储的：当您添加一个值时，该值会包装并变成最小的负整数。如果是4位的有符号半字节，则如下所示：

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，但这可能是一个有效数字的问题。PHP只存储14个有效数字，这不足以准确地存储像

9223372036854775807这样的数字而不丢失信息

我将使用第5个测试进行解释：

浮点可以包含比整数大得多的数字，但有效位数的数量有限。这就是为什么它看起来像
9.2233720368548E+18
而不是
9223372036854800000
或
9223372036854775808

由于像
1
这样的低位数字在值的有效位之外，我认为
9.2233720368548E+18+1
仍然是
9.2233720368548E+18
。这也意味着
9.2233720368548E+18+1-9.2233720368548E+18
是
0
，因为
+1
没有任何效果

我认为这实际上是对这两种现象的解释

奇怪的是，您通常不必知道这些实现细节中的任何一个，特别是在PHP这样的脚本语言中，但在这样的测试中，它们可能会出现，有时会导致奇怪的行为

此外，你可能想阅读。它很好地解释了使用浮点数可能出现的其他舍入错误，它将使您更深入地了解浮点数在一般情况下以及在PHP中的具体工作方式。
这与计算机存储数字的方式有关。在本例中，是带符号的数字，这意味着它们既可以是负数也可以是正数

为了方便起见，我将使用一个8位示例。计算机可以存储从
-128
到
127
的数字。
-128
表示为
1000 0000
，
127
表示为
0111111
。第一位表示数字是负数还是正数。每个位都值
2^n
，WARE
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。
负值则相反

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

没有问题，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

这里有一些问题，+1和+1-1等于相同的东西。他们不应该这样做，但问题确实发生在这里，有点微妙

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，而正值为7设置了CPU中的溢出标志。

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

$x+1强制强制强制强制转换为浮点，然后减去相同的值（因为浮点数字存在舍入错误），$x+1与$x相同，因此$x-$x=0

希望这能澄清一些问题。
两种不同的东西结合在一起：浮点舍入和整数溢出

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

这是因为算术是不精确的（它不可能精确，因为实数可能是无限的）
$x
和
$x+1
靠得很近，所以它们四舍五入到同一个浮点值，所以
浮点（$x+1）==浮点（$x）
。现在您知道为什么
$x+1-$x==0

结合整数溢出，可以得到以下结果：

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

由于上述原因，
$x+1-1==float（9223372036854775808）
。当将其转换为
int
时，它将变为负值

9223372036854775808==2^63
，它在64位有符号整数中变成了
-2^63
，这与计算机存储数字的方式有关。特别是负数和浮点数。您的整数溢出解释是正确的，但您没有正确解释
var_dump（$x+1-$x）；//浮动（0）
。在这种情况下，浮点数不会溢出。