PHPの四捨五入・切り捨て・切り上げ：round()、floor()、ceil()

round($x)はいちばん近い整数に丸め（四捨五入）、floor($x)は常に切り捨て、ceil($x)は常に切り上げます。小数点以下の桁数はround()の2つ目の引数で指定します：round(3.14159, 2)は3.14です。

<?php
$price = 19.456;

echo round($price), "\n";     // nearest whole number
echo round($price, 2), "\n";  // 2 decimal places
echo floor($price), "\n";     // always down
echo ceil($price), "\n";      // always up

3つとも、値が整数でもfloatを返します。var_dump(round(5))はfloat(5)と表示するので、整数が必要なら(int)でキャストします。

小数点以下2桁に丸める

round()の2つ目の引数は精度です。正の数ならその桁数の小数に丸めます。負の数なら小数点より左で丸めるので、「約1,200人の訪問者」のような概数に便利です。

<?php
$n = 1234.5678;

echo round($n, 2), "\n";   // 2 decimals
echo round($n, 1), "\n";   // 1 decimal
echo round($n, -1), "\n";  // nearest ten
echo round($n, -2), "\n";  // nearest hundred

echo round(2.5), " ", round(-2.5), "\n";  // halves go away from zero
echo round(3.10, 2), "\n";                // trailing zero is not kept

floatには何個のゼロが欲しかったかという情報がないので、round(3.10, 2)は3.1と表示されます。数値をページに表示する場合（価格、パーセンテージ）は、代わりに書式を整えます。number_format()はnumber_format(3.1, 2)で3.1を"3.10"にし、sprintf('%.2f', $x)も同じことをします。

半分を切り上げるか、切り捨てるか、偶数にするか

デフォルトでは、round()はちょうど半分の値を0から遠い方向に丸めます。多くの人が学校で習った四捨五入です。3つ目の引数で、2つの数のちょうど中間にある値に対する別のルールを選べます。

<?php
$values = [1.5, 2.5, -2.5];

foreach ($values as $v) {
    echo $v, ": ",
        round($v, 0, PHP_ROUND_HALF_UP), " up, ",
        round($v, 0, PHP_ROUND_HALF_DOWN), " down, ",
        round($v, 0, PHP_ROUND_HALF_EVEN), " even, ",
        round($v, 0, PHP_ROUND_HALF_ODD), " odd\n";
}

PHP_ROUND_HALF_EVENは「銀行家の丸め」です。半分はいちばん近い偶数に丸められるので、たくさんの値を丸めても、時間とともに上方向へずれていきません。会計のコードではこれが求められることがよくあります。

負の数に対するfloorとceil

floor()は負の無限大の方向へ、ceil()は正の無限大の方向へ動きます。負の数では驚かれることがあり、floor(-3.5)は-3ではなく-4です。小数部分を0の方向へ切り捨てたいなら、代わりにintにキャストします。

<?php
foreach ([3.7, -3.7] as $x) {
    echo "x = $x\n";
    echo "  floor: ", floor($x), "\n";
    echo "  ceil:  ", ceil($x), "\n";
    echo "  (int): ", (int) $x, "\n";
}

// Pages needed for 23 items at 10 per page
echo ceil(23 / 10), " pages\n";

ページ数の行はceil()の典型的な使い方です。1つでも余りが出れば、もう1ページ必要になります。

整数の割り算と剰余

/は割り切れないときfloatを返すので、7 / 2は3.5です。整数の割り算には余りを捨てるintdiv()を、余りそのものには%を使います。

<?php
$minutes = 135;

$hours = intdiv($minutes, 60);
$rest = $minutes % 60;
echo "$minutes minutes = {$hours}h {$rest}m\n";

echo 7 / 2, "\n";
echo intdiv(-7, 2), "\n";   // truncates toward zero
echo -7 % 3, "\n";          // sign of the left operand
echo fmod(7.5, 2), "\n";    // remainder for floats

// Even or odd
foreach ([4, 7] as $n) {
    echo $n, $n % 2 === 0 ? " is even\n" : " is odd\n";
}

%は先に両方のオペランドを整数に変換するので7.5 % 2は1になり、PHP 8.1以降はDeprecated: Implicit conversion from float 7.5 to int loses precisionも表示されます。小数部分が重要ならfmod()を使いましょう。PHP 8では、/、intdiv()、%でゼロ除算するとDivisionByZeroErrorが投げられるので、割る数が入力から来るときは先に確認してください。

べき乗、平方根、abs、max、min

**はべき乗（pow()も同じ）、sqrt()は平方根、abs()は符号を取り除きます。max()とmin()は複数の引数か、1つの配列を受け取ります。

<?php
echo 2 ** 10, "\n";       // 1024
echo 2 ** -1, "\n";       // 0.5
echo sqrt(144), "\n";     // 12
echo 27 ** (1 / 3), "\n"; // cube root
echo abs(-42), "\n";      // 42

$scores = [72, 95, 88, 61];
echo max($scores), " ", min($scores), "\n";
echo max(3, 9, 4), "\n";
echo array_sum($scores) / count($scores), "\n"; // average

// Clamp a value into the range 0 to 100
$volume = 140;
echo max(0, min(100, $volume)), "\n";

**は右から左に評価されるので、2 ** 3 ** 2は2 ** 9の意味です。max(0, min(100, $x))の組み合わせは、値を下限と上限の間に収める定番の方法です。円の計算で円周率が必要ならM_PIに入っています。

random_intとrandによる乱数

random_int($min, $max)は、両端を含むランダムな整数を返します。実行のたびに出力が変わるので、何回かRunを押してみてください。

<?php
echo "Dice: ", random_int(1, 6), "\n";

// A 6-digit code, zero padded
printf("Code: %06d\n", random_int(0, 999999));

// Random element of an array
$colors = ['red', 'green', 'blue'];
echo "Color: ", $colors[array_rand($colors)], "\n";

// Random float between 0 and 1
echo "Float: ", random_int(0, PHP_INT_MAX) / PHP_INT_MAX, "\n";

ログインコード、トークン、パスワードリセットのリンクなど、セキュリティに関わるものにはrandom_int()を使います。rand()とmt_rand()も今まで通り動き、同じ($min, $max)の引数を受け取りますが、その数列は予測できます。安全な乱数源でシャッフルや抽出をするために、PHP 8.2でRandom\Randomizer（$r->getInt(1, 6)、$r->shuffleArray($a)）が追加されました。

floor()がときどき間違った答えを返す理由

floatは2進数で保存され、多くの10進数の値（0.1など）は正確には保存できません。たいていは表示するときに隠れますが、floor()と(int)は丸めずに切るので、7.999999999のような値は7になります。

<?php
$x = (0.1 + 0.7) * 10;

echo $x, "\n";            // looks like 8
var_dump($x);             // the real value
echo floor($x), "\n";     // 7, not 8
echo floor(round($x, 10)), "\n"; // round first, then floor

金額のように正確な小数が必要なときは、最小単位の整数で保存し（19.99ではなく1999のようにセント単位の整数）、表示するときだけ割ります。最後の行のように、floor()やceil()の前に適切な精度で丸めることでも、ほとんどのケースは解決します。