算术运算符

算术运算符是 PHP 中最基本的运算符，用于执行数学计算。PHP 支持标准的加、减、乘、除运算，以及取模、求幂和类型标识等运算。

前置知识

已掌握运算符优先级的基本规则
了解 PHP 的整数和浮点数类型
熟悉表达式求值的类型转换规则

基础概念

PHP 的算术运算符与基础数学运算一致。支持二元运算（两个操作数）和一元运算（一个操作数）。

算术运算符列表

运算符	名称	结果	示例
`+$a`	标识（一元加）	将 `$a` 转为 int 或 float	`+$a`
`-$a`	取反（一元减）	`$a` 的负值	`-$a`
`$a + $b`	加法	`$a` 和 `$b` 的和	`5 + 3` = 8
`$a - $b`	减法	`$a` 和 `$b` 的差	`10 - 4` = 6
`$a * $b`	乘法	`$a` 和 `$b` 的积	`3 * 7` = 21
`$a / $b`	除法	`$a` 除以 `$b` 的商	`15 / 3` = 5
`$a % $b`	取模	`$a` 除以 `$b` 的余数	`10 % 3` = 1
`$a ** $b`	求幂	`$a` 的 `$b` 次方	`2 ** 10` = 1024

加减乘除

基本算术运算

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 加法
$sum = 10 + 20;
echo "10 + 20 = {$sum}\n"; // 30

// 减法
$diff = 50 - 18;
echo "50 - 18 = {$diff}\n"; // 32

// 乘法
$product = 6 * 7;
echo "6 * 7 = {$product}\n"; // 42

// 除法
$quotient = 15 / 3;
echo "15 / 3 = {$quotient}\n"; // 5

// 除法的结果类型
echo gettype(15 / 3) . "\n";    // integer（整除返回 int）
echo gettype(15 / 4) . "\n";    // double（非整除返回 float）

除法的返回类型规则

除法类型规则

/ 运算符始终返回 float，除非两个操作数都是 int（或可转换为 int 的数字字符串）且能整除，此时返回 int。

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 整除：两个 int 且能整除，返回 int
var_dump(10 / 2);    // int(5)
var_dump(100 / 10);  // int(10)

// 非整除：返回 float
var_dump(10 / 3);    // float(3.333...)
var_dump(7 / 2);     // float(3.5)

// 有浮点数参与：返回 float
var_dump(10.0 / 2);  // float(5)
var_dump(10 / 2.0);  // float(5)

// 整数除法函数（PHP 7+）
echo intdiv(10, 3) . "\n";  // 3（截断小数部分）
echo intdiv(-10, 3) . "\n"; // -3（向零截断）
echo intdiv(10, -3) . "\n"; // -3（向零截断）

整数溢出

php

<?php
declare(strict_types=1);

// PHP_INT_MAX 加 1 会自动转为 float
$large = PHP_INT_MAX;
echo $large . "\n";          // 9223372036854775807（64位系统）
echo gettype($large) . "\n"; // integer

$overflow = $large + 1;
echo $overflow . "\n";         // 9.2233720368548E+18
echo gettype($overflow) . "\n"; // double

取模运算符

基本用法

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 基本取模
echo 5 % 3 . "\n";    // 2
echo 10 % 3 . "\n";   // 1
echo 12 % 4 . "\n";   // 0

// 取模运算符的操作数会先转为 int
echo 5.7 % 3.2 . "\n"; // 2（5 % 3）
echo -5 % 3 . "\n";    // -2（结果与被除数同号）
echo 5 % -3 . "\n";    // 2（结果与被除数同号）
echo -5 % -3 . "\n";   // -2（结果与被除数同号）

取模结果的符号

取模 $a % $b 的结果符号与 $a（被除数）相同，而与 $b（除数）无关。

浮点数取模

% 运算符的操作数会先转换为整数，不能用于真正的浮点数取模。使用 fmod() 函数处理浮点数取模：

php

<?php
declare(strict_types=1);

// % 会将操作数转为 int
echo 5.5 % 2.2 . "\n"; // 1（(int)5.5 % (int)2.2 = 5 % 2 = 1）

// fmod() 保留浮点精度
echo fmod(5.5, 2.2) . "\n"; // 1.1
echo fmod(7.5, 2.0) . "\n"; // 1.5
echo fmod(-5.5, 2.2) . "\n"; // -1.1（与被除数同号）

求幂运算符

`**` 运算符（PHP 5.6+）

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 基本求幂
echo 2 ** 10 . "\n";     // 1024
echo 3 ** 4 . "\n";      // 81
echo 10 ** 0 . "\n";     // 1（任何数的0次方）
echo 2 ** -1 . "\n";     // 0.5（负指数返回浮点数）

// 右结合性
echo 2 ** 3 ** 2 . "\n"; // 512（从右到左：2 ** (3 ** 2) = 2 ** 9 = 512）

// 等价于 pow() 函数
echo pow(2, 10) . "\n";   // 1024

求幂优先级

** 的优先级高于乘除取模，但低于一元运算：

php

<?php
declare(strict_types=1);

// ** 优先级高于 *
echo 2 * 3 ** 2 . "\n"; // 18（先 3**2=9，再 2*9=18）

// 等价于
echo 2 * (3 ** 2) . "\n"; // 18

// 一元减优先级高于 **
echo -2 ** 2 . "\n";      // 4（先 (-2)**2 = 4）
echo (-2) ** 2 . "\n";    // 4（用括号明确）
echo -(2 ** 2) . "\n";    // -4（先 2**2=4，再取负）

详细说明

一元加和一元减

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 一元加：将值转换为 int 或 float
$val = +"42";
echo gettype($val) . "\n"; // integer

$val2 = +"3.14";
echo gettype($val2) . "\n"; // double

// 一元减：取负值
$positive = 42;
$negative = -$positive;
echo $negative . "\n"; // -42

$negative2 = -(-$positive);
echo $negative2 . "\n"; // 42

字符串递增/递减

PHP 支持对字母字符进行递增运算：

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 字母递增
$a = "Z";
$a++;
echo $a . "\n"; // AA

$b = "Az";
$b++;
echo $b . "\n"; // Ba

$c = "z9";
$c++;
echo $c . "\n"; // aa0

// 字符递减（仅限字母）
$d = "B";
$d--;
echo $d . "\n"; // A（A 不能再递减）

// 递减不适用于多位字母
$e = "AA";
// $e--; // 不会产生预期结果

字符递增的限制

字符递增仅支持纯字母字符（a-z、A-Z）。不能递减超过 "A" 或 "a"。字符串中的数字会被单独处理。

组合赋值运算符

php

<?php
declare(strict_types=1);

$a = 10;
$a += 5;    // 等价于 $a = $a + 5，$a = 15
echo $a . "\n";

$a -= 3;    // $a = $a - 3 = 12
echo $a . "\n";

$a *= 2;    // $a = $a * 2 = 24
echo $a . "\n";

$a /= 4;    // $a = $a / 4 = 6
echo $a . "\n";

$a %= 4;    // $a = $a % 4 = 2
echo $a . "\n";

$a **= 3;   // $a = $a ** 3 = 8（PHP 5.6+）
echo $a . "\n";

实战示例

数学计算函数

php

<?php
declare(strict_types=1);

/**
 * 计算圆的面积和周长
 */
function calculateCircle(float $radius): array
{
    $area = M_PI * $radius ** 2;
    $circumference = 2 * M_PI * $radius;

    return [
        "area" => round($area, 2),
        "circumference" => round($circumference, 2),
        "diameter" => $radius * 2,
    ];
}

$result = calculateCircle(5.0);
echo "Area: {$result["area"]}\n";           // Area: 78.54
echo "Circumference: {$result["circumference"]}\n"; // Circumference: 31.42
echo "Diameter: {$result["diameter"]}\n";     // Diameter: 10

分页计算

php

<?php
declare(strict_types=1);

/**
 * 计算分页信息
 */
function calculatePagination(int $totalItems, int $perPage, int $currentPage): array
{
    $totalPages = (int)ceil($totalItems / $perPage);
    $currentPage = max(1, min($currentPage, $totalPages));
    $offset = ($currentPage - 1) * $perPage;

    return [
        "total_items" => $totalItems,
        "per_page" => $perPage,
        "current_page" => $currentPage,
        "total_pages" => $totalPages,
        "offset" => $offset,
        "has_prev" => $currentPage > 1,
        "has_next" => $currentPage < $totalPages,
    ];
}

$pagination = calculatePagination(105, 20, 3);
echo "Total: {$pagination["total_items"]}\n";
echo "Pages: {$pagination["total_pages"]}\n";
echo "Current: {$pagination["current_page"]}\n";
echo "Offset: {$pagination["offset"]}\n";
echo "Has prev: " . ($pagination["has_prev"] ? "Yes" : "No") . "\n";
echo "Has next: " . ($pagination["has_next"] ? "Yes" : "No") . "\n";

单位换算

php

<?php
declare(strict_types=1);

/**
 * 文件大小格式化
 */
function formatFileSize(int $bytes): string
{
    $units = ["B", "KB", "MB", "GB", "TB"];

    for ($i = 0; $bytes >= 1024 && $i < count($units) - 1; $i++) {
        $bytes /= 1024;
    }

    return round($bytes, 2) . " " . $units[$i];
}

echo formatFileSize(1024) . "\n";       // 1 KB
echo formatFileSize(1048576) . "\n";   // 1 MB
echo formatFileSize(5242880) . "\n";  // 5 MB
echo formatFileSize(1073741824) . "\n"; // 1 GB

注意事项

1. 浮点数精度问题

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 浮点数精度问题
echo 0.1 + 0.2 . "\n";               // 0.3（看似正确）
echo (0.1 + 0.2) === 0.3 ? "true" : "false"; // false

// 比较：使用 epsilon
$a = 0.1 + 0.2;
$b = 0.3;
$epsilon = 0.00001;
echo (abs($a - $b) < $epsilon) ? "equal" : "not equal"; // equal

// 或使用 BC Math 扩展
// echo bcadd("0.1", "0.2", 10); // "0.3000000000"

2. 除零错误

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 整数除零
// echo 10 / 0;   // DivisionByZeroError

// 浮点数除零（返回 INF 或 NAN）
echo 10.0 / 0 . "\n";  // INF（无限大）
echo 0.0 / 0.0 . "\n"; // NAN（非数字）

// 安全检查
function safeDivide(float $a, float $b): ?float
{
    if (abs($b) < 1e-10) {
        return null;
    }
    return $a / $b;
}

echo safeDivide(10, 3) . "\n";  // 3.333...
var_dump(safeDivide(10, 0));   // null

3. 取模运算的限制

php

<?php
declare(strict_types=1);

// 取模运算符只接受整数
// echo 10.5 % 3.2; // 先转为 int：10 % 3 = 1

// 对 0 取模会导致错误（PHP 8+）
// echo 10 % 0; // DivisionByZeroError

// 安全的取模
function safeMod(int $a, int $b): ?int
{
    if ($b === 0) {
        return null;
    }
    return $a % $b;
}

echo safeMod(10, 3) . "\n"; // 1
var_dump(safeMod(10, 0));   // null

最佳实践

使用 intdiv() 做整数除法：明确需要整数结果时
注意浮点数精度：比较浮点数使用 epsilon
安全处理除零：始终检查除数不为零
使用 fmod() 处理浮点取模：% 会截断为整数
格式化输出时使用 round()：控制小数位数
大数运算使用 BC Math：涉及金额时使用 bcmath 扩展
使用 M_PI 等预定义常量：避免手写圆周率等

算术运算符是最基础的运算符。接下来将学习比较运算符、逻辑运算符、赋值运算符等其他 PHP 运算符。请根据目录继续学习其他运算符章节。

算术运算符 ​

基础概念 ​

算术运算符列表 ​

加减乘除 ​

基本算术运算 ​

除法的返回类型规则 ​

整数溢出 ​

取模运算符 ​

基本用法 ​

浮点数取模 ​

求幂运算符 ​

** 运算符（PHP 5.6+） ​

求幂优先级 ​

详细说明 ​

一元加和一元减 ​

字符串递增/递减 ​

组合赋值运算符 ​

实战示例 ​

数学计算函数 ​

分页计算 ​

单位换算 ​

注意事项 ​

1. 浮点数精度问题 ​

2. 除零错误 ​

3. 取模运算的限制 ​

最佳实践 ​

参考链接 ​