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Comment éviter les erreurs statistiques causées par la précision des points flottants?

M66 2025-06-07

Les problèmes de précision des points flottants sont un écueil courant pendant la programmation, en particulier en ce qui concerne les calculs mathématiques. Les nombres de points flottants sont représentés dans les ordinateurs de manière limitée, ce qui peut entraîner des erreurs subtiles lors de la réalisation de calculs numériques. En PHP, nous rencontrons généralement des problèmes de précision des points flottants, en particulier en ce qui concerne les statistiques et les calculs. Alors, comment pouvons-nous éviter les erreurs statistiques causées par des problèmes de précision des points flottants? Cet article discutera de la façon de résoudre ces problèmes et de veiller à ce que les résultats statistiques soient exacts lors de l'utilisation de la fonction Array_count_values ​​de PHP.

1. Aperçu des problèmes de précision des points flottants

Les problèmes de précision des points flottants sont généralement causés par des limites dans la représentation des nombres de points flottants à l'intérieur de l'ordinateur. Étant donné que les ordinateurs ne peuvent représenter que des nombres à virgule flottante dans une mémoire finie et que la précision des nombres à virgule flottante est finie, cela signifie que les nombres à virgule flottante peuvent ne pas être représentés avec précision lors de l'exécution de certains calculs. Par exemple, l'expression de 0,1 + 0,2 peut entraîner une approximation, plutôt que 0,3 exact.

Ces problèmes sont particulièrement importants dans le processus statistique, car toute erreur subtile peut entraîner des écarts dans le résultat final et affecter la précision de l'analyse des données.

2. Façons courantes pour éviter les problèmes de précision des points flottants

Afin d'éviter les erreurs causées par des problèmes de précision des points flottants, nous pouvons adopter les méthodes suivantes:

  1. Utilisez des entiers au lieu de numéros à virgule flottante : si possible, convertissez le numéro de point flottant en entiers pour le calcul. Par exemple, si vous devez faire face au montant, vous pouvez le convertir en "minutes" au lieu de "membre", ce qui peut éviter la précision des numéros de point flottants.

     $amount = 0.1 * 100;  // Devenir un entier
    $amount = round($amount);  // Évitez les erreurs flottantes
    
  2. Utilisation de la fonction BCMath : PHP fournit une extension BCMATH , qui est spécialement utilisée pour les calculs mathématiques de haute précision, ce qui peut éviter la précision des nombres à virgule flottante. Grâce à cette expansion, nous pouvons contrôler avec précision le nombre de chiffres après le point décimal, évitant ainsi les erreurs flottantes.

     $result = bcadd('0.1', '0.2', 2);  // utiliserbcmathCalcul de la fonction
    echo $result;  // Sortir 0.3
    
  3. Définir la précision : la fonction ini_set () dans PHP nous permet de définir la précision de sortie des nombres de points flottants. En définissant une précision plus élevée, nous pouvons réduire l'impact de l'erreur de point flottante dans certains scénarios d'application.

     ini_set('precision', 14);
    

3. Assurez-vous que les résultats statistiques Array_Count_Values ​​sont exacts

array_count_values ​​est une fonction très utile en php. Il peut compter les occurrences de toutes les valeurs dans un tableau et renvoyer un tableau associatif. La clé du tableau est la valeur et la valeur du tableau est le nombre d'occurrences de la valeur.

Cependant, les problèmes de précision des points flottants peuvent affecter les résultats statistiques de la fonction Array_count_values , en particulier lors de l'inclusion de valeurs de points flottants dans un tableau. Pour garantir des résultats statistiques précis, les mesures suivantes sont recommandées:

  1. Arrondi Valeurs de points flottants : Pour les valeurs des points flottants, vous pouvez arrondir avant d'appeler Array_count_values . Utilisez la fonction rond () pour arronner la valeur du point flottant à un certain nombre de décimales pour assurer la cohérence des résultats statistiques.

     $numbers = [0.1, 0.2, 0.1, 0.2, 0.3];
    $roundedNumbers = array_map(function($value) {
        return round($value, 2);
    }, $numbers);
    
    $counts = array_count_values($roundedNumbers);
    print_r($counts);
    

    De cette façon, même s'il y a de légères erreurs dans le calcul des nombres de points flottants, les résultats statistiques finaux seront exacts.

  2. Formatage unifié des valeurs des points flottants : si les valeurs de points flottants dans le tableau contiennent de nombreux décimales, et que vous ne vous souciez que de la précision d'une certaine décimale, vous pouvez d'abord formater ces valeurs de point flottantes dans un format unifié avant de compter.

     $numbers = [0.1, 0.1000000001, 0.2000000001];
    $formattedNumbers = array_map(function($value) {
        return number_format($value, 2, '.', '');
    }, $numbers);
    
    $counts = array_count_values($formattedNumbers);
    print_r($counts);
    
  3. Gérer les erreurs flottantes à grande échelle : s'il existe de nombreuses erreurs flottantes dans les données, vous pouvez envisager de limiter la plage flottante à une certaine plage pour réduire l'impact des erreurs flottantes sur les résultats statistiques.

     $numbers = [0.1000001, 0.1000002, 0.2000001, 0.2000002];
    $adjustedNumbers = array_map(function($value) {
        return round($value, 6);  // Seules six décimales sont conservées
    }, $numbers);
    
    $counts = array_count_values($adjustedNumbers);
    print_r($counts);
    

4. Résumé

En PHP, les problèmes de précision des points flottants sont une raison importante des erreurs statistiques. Lorsque vous utilisez Array_count_values ​​pour les statistiques, de légères erreurs dans les nombres à virgule flottante peuvent affecter le résultat final. Par conséquent, nous pouvons éviter ce problème de la manière suivante:

  • Convertissez les nombres de points flottants en entiers pour le traitement.

  • Utilisez des extensions BCMATH de haute précision.

  • Nombres de points flottants ronds ou format pour assurer la cohérence.

En prenant ces mesures, nous pouvons assurer la précision des résultats statistiques et éviter les problèmes causés par des erreurs flottantes.