【PHP】小数の指定桁数で四捨五入・切り捨て・切り上げする方法

更新日：2023/03/24

PHPで小数の桁数を指定して、四捨五入や切り捨て、切り上げをおこなう方法を紹介します。
簡単そうな気がしますが、意外と難しいですよ。

小数の指定桁数で四捨五入する方法

指定桁数で四捨五入するときは、round()を使用します。

round( 値, 桁数 = 0 , モード = PHP_ROUND_HALF_UP)

桁数が0のとき、小数第一位が四捨五入されて、整数が返ります。
1のときは、小数第二位が四捨五入されて、小数第一位までの値が返ります。

$value = 12.3456;

echo round( $value , 1 )."\n"; // 12.3
echo round( $value , 2 )."\n"; // 12.35

モードは丸め方を指定します。

四捨五入のときはPHP_ROUND_HALF_UPで良さそうですね。
これは規定値なので、省略できます。

小数の指定桁数で切り捨てる方法

小数を切り捨てる関数は、floor()です。
次のような、構文になっています。

floor( 値 )

桁数の指定ができないので、指定桁数までを整数部分まで移動してfloor()で小数を切り捨てた後、元の桁数に戻します。

ただしfloor()は、指定した数値よりも小さい方向に丸めます。
そのため、マイナス値を指定すると-1を加算して結果になってしまいます。

-2.5 → -2になってほしい → 結果は-3

そこで、マイナス値はプラス値に変換した後に切り捨てを行い、最後に-1を掛けます。

以上をコードにすると、次のようになります。

function round_down($value,$number_of_digits)
{
    $sign = $value >= 0 ? 1 : -1;
    $multiple1 = 10 ** ($number_of_digits+1); // 10 の$number_of_digits+1乗
    $multiple2 = 10 ** ($number_of_digits); // 10 の$number_of_digits乗

    return floor( (abs($value) * $multiple1 ) / 10 ) / $multiple2 * $sign;
}

abs()は、符号を取って絶対値を返す関数です。
プラス値はプラス値のままで、マイナス値はプラス値で返すということです。

上記のコードをよく見ると、floor()の中で、余計に10倍したあと10分の一しています。
しかもn乗計算を2回もしています。少し考えれば一回で済むはずです。
これらは、一応ですが誤差対策です。
詳しくは、このページの誤差対策についてで解説しています。

作成した関数round_down()は、次のように使用します。

$value1 = 2.345;
$value2 = -2.345;

echo round_down( $value1 , 0 )."\n"; // 2
echo round_down( $value2 , 0 )."\n"; // -2
echo round_down( $value1 , 2 )."\n"; // 2.34
echo round_down( $value2 , 2 )."\n"; // -2.34

小数の指定桁数で切り上げる方法

小数を切り上げる関数は、ceil()です。
次のような、構文になっています。

ceil( 値 )

こちらも、floor()と同じような問題があります。
問題を加味すると、次のようなコードになります。

function round_up($value,$number_of_digits)
{
    $sign = $value >= 0 ? 1 : -1;
    $multiple = 10 ** $number_of_digits; // 10 の$number_of_digits乗

    return ceil( abs($value) * $multiple ) / $multiple * $sign;
}

小数の指定桁数で切り捨てる方法のコードを、floor()からceil()に変更しただけです。

作成した関数round_up()は、次のように使用します。

$value1 = 2.345;
$value2 = -2.345;

echo round_up( $value1 , 0 )."\n"; // 3
echo round_up( $value2 , 0 )."\n"; // -3
echo round_up( $value1 , 2 )."\n"; // 2.35
echo round_up( $value2 , 2 )."\n"; // -2.35

誤差対策について

PHPの数値データは浮動小数点形式で扱われています。
この形式は小数を扱うのが苦手で、実際の数値と誤差があります。
その結果、様々な問題に直面します。

次の計算式は、数値を10倍して小数を切り捨てた後、10分の一にしています。

$f = floor( (0.1 + 0.7) * 10 ) / 10;
echo $f."\n"; // 0.7

結果は0.8になるはずですが、0.7になってしまいました。
理由は0.1と0.7を合計した結果を小数第40位まで確認してみるとわかります。

var_dump(sprintf('%.40f', 0.1 + 0.7))."\n"; // string(42) "0.7999999999999999333866185224906075745821"
var_dump(sprintf('%.40f', (0.1 + 0.7)*10))."\n"; // string(42) "7.9999999999999991118215802998747676610947"

0.8ではなくて、0.79999... になっています。
これを10倍すると7.9999... なので小数以下を切り捨てると7になります。
困ったものです。

しかし、100倍すると80になります。

var_dump(sprintf('%.40f', (0.1 + 0.7)*100))."\n"; // string(43) "80.0000000000000000000000000000000000000000"

この状態から10分の一すれば、最終的に0.8という結果を得られます。

ただし、10 * 10 倍はNGです。

var_dump(sprintf('%.40f', (0.1 + 0.7)*10*10))."\n"; // string(43) "79.9999999999999857891452847979962825775146"

以上から、最初のコードを次のように変更すると想定した結果を求めることができます。

$f = floor( ( (0.1 + 0.7) * 100 / 10 ) ) / 10;
echo $f."\n";
var_dump(sprintf('%.40f', $f))."\n";

なお、0.1 + 0.7のケースのみ確認しています。
そのため、たまたま上手くいっただけかもしれません。

気になる人は、浮動小数点について調べてください。

最後に

floor()とceil()は桁数を指定できないばかりか、マイナス値の結果がイメージしたものと異なります。
その点を加味する必要がありますが、なかなか気が付かないですね。

さらに、誤差の問題まであります。
めんどくさいですね。

なお、本来のfloor()とceil()の結果が必要な時は、abs()と符号の掛け算を除去してください。

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