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부동 소수점 정확도로 인한 통계 오류를 피하는 방법은 무엇입니까?

M66 2025-06-07

플로팅 포인트 정확도 문제는 프로그래밍 중, 특히 수학적 계산과 관련하여 일반적인 함정입니다. 부동 소수점 번호는 컴퓨터에 제한된 방식으로 표시되므로 수치 계산을 수행 할 때 미묘한 오류가 발생할 수 있습니다. PHP에서는 일반적으로 부동 소수점 정확도 문제, 특히 통계 및 계산과 관련하여 부동 소수점 정확도 문제가 발생합니다. 그렇다면 부동 소수점 정확도 문제로 인한 통계 오류를 어떻게 피할 수 있습니까? 이 기사에서는 이러한 문제를 해결하는 방법에 대해 논의하고 PHP의 Array_Count_Values ​​기능을 사용할 때 통계 결과가 정확한지 확인합니다.

1. 부동 소수점 정확도 문제에 대한 개요

부동 소수점 정확도 문제는 일반적으로 컴퓨터 내부의 부동 소수점 수의 표현의 한계로 인해 발생합니다. 컴퓨터는 유한 메모리에서 플로팅 점수만을 나타낼 수 있고 부동 소수점 숫자의 정확도는 유한합니다. 이는 특정 계산을 수행 할 때 부동 소수점 숫자가 정확하게 표현되지 않을 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 0.1 + 0.2를 발현하면 정확한 0.3이 아닌 근사치가 발생할 수 있습니다.

이러한 문제는 통계 프로세스에서 특히 중요합니다. 미묘한 오류는 최종 결과의 편차를 초래하고 데이터 분석의 정확도에 영향을 줄 수 있기 때문입니다.

2. 플로팅 포인트 정확도 문제를 피하는 일반적인 방법

플로팅 포인트 정확도 문제로 인한 오류를 피하기 위해 다음 방법을 채택 할 수 있습니다.

  1. 부동 소수점 번호 대신 정수를 사용하십시오 . 가능하면 부동 소수점 번호를 정수로 변환하여 계산하십시오. 예를 들어, 금액을 처리 해야하는 경우 "멤버"대신 "회원"으로 변환하여 부동 소수점 번호의 정확도를 피할 수 있습니다.

     $amount = 0.1 * 100;  // 정수가 되십시오
    $amount = round($amount);  // 부동 오류를 피하십시오
    
  2. BCMATH 기능 사용 : PHP는 BCMATH 확장을 제공하며, 이는 고정밀 수학 계산에 특별히 사용되며, 이는 부동 소수점 수의 정확도를 피할 수 있습니다. 이 확장을 통해 소수점 후 자릿수 수를 정확하게 제어하여 부동 오류를 피할 수 있습니다.

     $result = bcadd('0.1', '0.2', 2);  // 사용bcmath기능 계산
    echo $result;  // 산출 0.3
    
  3. 정밀도 설정 : php의 ini_set () 함수를 사용하면 부동 소수점 번호의 출력 정밀도를 설정할 수 있습니다. 더 높은 정확도를 설정하면 일부 응용 프로그램 시나리오에서 부동 소수점 오류의 영향을 줄일 수 있습니다.

     ini_set('precision', 14);
    

3. array_count_values ​​통계 결과가 정확한지 확인하십시오

Array_Count_Values 는 PHP에서 매우 유용한 기능입니다. 배열에서 모든 값의 발생을 계산하고 연관 배열을 반환 할 수 있습니다. 배열의 키는 값이며 배열의 값은 값의 발생 수입니다.

그러나 부동 소수점 정확도 문제는 특히 배열에 부동 소수점 값을 포함시킬 때 Array_count_values ​​함수의 통계적 결과에 영향을 줄 수 있습니다. 정확한 통계 결과를 보장하기 위해 다음 측정을 권장합니다.

  1. 부동 소수점 값 : 부동 소수점 값의 경우 array_count_values를 호출하기 전에 반올림 할 수 있습니다. Round () 함수를 사용하여 부동 소수점 값을 특정 수의 소수점 자리로 반올림하여 통계 결과의 일관성을 보장하십시오.

     $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);
    

    이러한 방식으로, 부동 소수점 수의 계산에 약간의 오류가 있더라도 최종 통계 결과가 정확합니다.

  2. 부동 소수점 값의 통합 형식 : 배열의 부동 소수점 값에 소수점 이하 자리가 많이 포함되어 있고 특정 소수점 이하의 정확도에만 관심이있는 경우 먼저이 부동 소수점 값을 계산하기 전에 통합 형식으로 형식화 할 수 있습니다.

     $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. 대규모 플로팅 오류 처리 : 데이터에 부동 오류가 많이있는 경우 부동 범위를 특정 범위로 제한하여 부동 오류가 통계 결과에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다.

     $numbers = [0.1000001, 0.1000002, 0.2000001, 0.2000002];
    $adjustedNumbers = array_map(function($value) {
        return round($value, 6);  // 10 진수 자리 만 유지됩니다
    }, $numbers);
    
    $counts = array_count_values($adjustedNumbers);
    print_r($counts);
    

4. 요약

PHP에서 플로팅 포인트 정확도 문제는 통계 오류의 중요한 이유입니다. 통계에 Array_Count_Values를 사용하는 경우 부동 소수점 숫자의 약간의 오류가 최종 결과에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 다음과 같은 방법 으로이 문제를 피할 수 있습니다.

  • 플로팅 포인트 번호를 처리를 위해 정수로 변환합니다.

  • 고정밀 BCMATH 확장을 사용하십시오.

  • 일관성을 보장하기 위해 원형 또는 형식 부동 소수점 번호.

이러한 조치를 취함으로써 통계 결과의 정확성을 보장하고 부동 오류로 인한 문제를 피할 수 있습니다.