PHPの数値判定を色々なis...関数で試した結果 (一覧表あり)

各種is_...関数の挙動の比較

PHPで入力値や計算値が数値かどうかを判断するときにどの関数を使ったらいいの？　と思って調べたのだが、明確な答えが見つからなかったので自分でやってみた。結果、想像していた通りになったりならなかったりして面白かったので紹介したい。エントリーメンバーはこちら。

1. is_nan(float $num): bool
   値がNANであればTRUEを返す、と言われるけれども、NANそのものが「(float型の)数」なのに「Not A Number(非数)」という難解な説明。今回は数値かどうかの判断なので!is_nan()で検証。引数にfloatでない値(例えば文字列)を入れるとエラーを出す(はずなのだが条件がある。後述)。
2. is_numeric(mixed $value) :bool
   「数か数値形式の文字列」(≒数っぽい値)であればTRUEを返す、という<form>の値を受ける時毎度お世話になる関数¹。
3. is_int(mixed $value) :bool
   マニュアル通りに解釈すると「変数が整数型であればTRUE」となるが、mixedを引くので文字列を入れてもエラーにはならずFALSEを返す。
4. is_float(mixed $value :bool
   上のis_int()と逆に「変数が浮動小数点型であればTRUE」。ちなみにPHP_INT_MAXを超える数や指数表記の数は結果が整数であっても浮動小数点型になる。
5. is_finite(float $num) :bool
   数値判定を何でやれば…？をググってよく出てくるのはコレ²。「有限の浮動小数点値であればTRUE」であり、「有限の浮動小数点値」とは「浮動小数点がNANでなくかつ無限(INF)でもない」とマニュアルにはあるが、じゃあ整数値を入れるとどうなるのか、という疑問が残る。

さて、この関数群に様々な値をぶち込んだ結果がこちら。

	数の説明	!is_nan	is_numeric	is_int	is_float	is_finite
0	数値のゼロ	TRUE	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE
10**100	PHP_INT_MAXを 超えるint	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE	TRUE
sqrt(-1)	√-1(虚数)	FALSE	TRUE	FALSE	TRUE	FALSE
tan(pi()/2)	tan(π/2)(数学で は未定義)	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE	TRUE
log(0)	0の自然対数(数 学では未定義)	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE	FALSE
1.5E2	intの範囲の 指数表記	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE	TRUE
1.5E10000	64bitの限界を 超える指数表記	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE	FALSE
0b1101101	int(2進表記)	TRUE	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE
0155	int(8進表記)	TRUE	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE
0x6D	int(16進表記)	TRUE	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE
'0'	文字列のゼロ	TRUE	TRUE	FALSE	FALSE	TRUE
'1.5E2'	指数表記の 文字列	TRUE	TRUE	FALSE	FALSE	TRUE
'0155'	8進表記の 文字列	TRUE	TRUE	FALSE	FALSE	TRUE
'0x6D'	16進表記の 文字列	ERROR	FALSE	FALSE	FALSE	ERROR
INF	無限大	TRUE	TRUE	FALSE	TRUE	FALSE
NAN	非数	FALSE	TRUE	FALSE	TRUE	FALSE

以下、結果を見てあれ？　と思ったところ。

1. is_finite(0) : TRUE
   一見すると正しいが、0は浮動小数点値ではない(その証拠にis_float(0) : FALSEである)のに、is_finite()の定義「有限の浮動小数点値であればTRUE」から見ると結果が正しくない。むしろ定義のほうを「整数値または有限の浮動小数点値であればTRUE」とするべきであろうか。
2. is_float(sqrt(-1)) : TRUE
is_nan(sqrt(-1)) : TRUEはNANの例としてよく挙げられているが、これは「非数というfloatの一種」という意味らしい。実際var_dump(sqrt(-1))の返り値はfloat(NAN)である。
3. is_finite(tan(pi()/2)) : TRUE
   数学でのtan(π/2)は0除算を含むため未定義であるが、PHPではエラーが出ないどころかINFにすらならずis_finite()や!is_nan()がTRUEになる³。このタネはtan(pi()/2)の値にあって、var_dump(tan(pi()/2))を実行するとなんとfloat(16331239353195370)という値⁴が返ってくる。要するに単なる有限値のfloatと判定されるようだ。
4. is_finite(log(0)) : FALSE
   上と同じ数学上の未定義値だがなぜかこちらはis_finite()がFALSEで!is_nan()がTRUE。これも種明かしするとvar_dump(log(0)) : -INF、無限(INF, -INF)は非数ではないのでこの結果になる。
5. !is_nan('0') : TRUE
is_nan()は引数に文字列を入れるとTypeErrorを出すはずなのになぜか'0'はそのまま通してしまった。同様のことがis_finite()でも起こっている。後の'1.5E'と'0155'を見るに「数値形式の文字列」(is_numeric()がTRUEを返す値)であれば数値と解釈してくれるようだ⁵。

数値と文字列を厳密に区別する方法

ところで'0'を数値としたくない(0と'0'を区別したい)ときに、2つ思いついたのを同じように比較してみた。

	is_int(\$a) || is_float(\$a)	intval(\$a)===\$a || floatval(\$a)===\$a
0	TRUE	TRUE
10**100	TRUE	TRUE
sqrt(-1)	TRUE	FALSE
tan(pi()/2)	TRUE	TRUE
log(0)	TRUE	TRUE
1.5E2	TRUE	TRUE
1.5E10000	TRUE	TRUE
0b1101101	TRUE	TRUE
0155	TRUE	TRUE
0x6D	TRUE	TRUE
'0'	FALSE	FALSE
'1.5E2'	FALSE	FALSE
'0155'	FALSE	FALSE
'0x6D'	FALSE	FALSE
INF	TRUE	TRUE
NAN	TRUE	FALSE

どちらも数値形式の文字列はちゃんと弾いてくれる。また、上で述べたようにsqrt(-1)はNANなのだが、phpマニュアルのis_nanの項目の警告として

NAN は、 NAN と等しい値として比較できません。 浮動小数点数の値が NAN かを判定するには is_nan() を使わなければいけません。 コード $float === NAN は動作しません。

とあるようにfloatval(NAN) === NANはFALSEである一方、is_float(NAN)はTRUEなのでこの部分だけ結果が異なる。

思いつきでやってみたけど、いろいろ勉強になった。

1. PHPは周知の通り型判定がゆるいので$a = '5'; $b = 6; var_dump($a * $b) : int(30)とかいう、他言語ではありえない結果になる。しかし例えばJavaScriptなどではそうならないため、intval()をかまさないと思ったようにならなかったりする(何度ハマったことか…)。 ↩

2. 英語の「finite」は「ファイナイト」と発音するので念の為。infiniteは「インフィニット」である。 ↩

3. is_nan(1/0)やis_infinite(1/0)を実行するとDivisionByZeroErrorになりTRUEもFALSEも返さない。 ↩

4. この妙な結果は、正接tan(α)をsin(α)/cos(α)によって算出していることから来ているようだ。円周率が途中で丸められてしまうためcos(π/2)=0.000 000 000 000 000 061 232 339 957 367 66となり(0にはならない)、これでsin(π/2)=1を割ると17桁の謎整数が出てくるらしい。なおJavaScriptでMath.tan(Math.PI()/2)を実行しても同じ結果になる。 ↩

5. これはマニュアルには書かれていない。なお定義上の「数値形式の文字列」に指数(E表記)は含まれているが2進・16進表記は含まれていないので、is_numeric('0x6D')はFALSEとなり、!is_nan('0x6D')がTypeErrorになるという仕様。 ↩