【PHP8.x】hexdec()関数の使い方

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1<?php
2
3/**
4 * `hexdec`関数の基本的な使用方法と、キーワード「deprecated」に関連する注意点を示します。
5 *
6 * PHP 8において`hexdec`関数自体は非推奨ではありません。
7 * しかし、PHPの整数型で表現できないほど大きな16進数文字列が渡された場合、
8 * 戻り値は浮動小数点数（float）となります。
9 * 浮動小数点数には精度限界があり、特に非常に大きな数値を扱う際には、
10 * 正確な値が得られない（精度が失われる）可能性があります。
11 * このような精度問題が許容できないシステムでは、`hexdec`の使用は推奨されません。
12 * （この文脈で「deprecated」（非推奨）というキーワードが使われることがあります。）
13 * 必要に応じて、GMPやBCMathといった任意精度演算ライブラリの利用を検討してください。
14 */
15function demonstrateHexdecWithLargeValues(): void
16{
17    // 1. 小さな16進数文字列の変換：結果は整数（int）
18    // この値はPHPの整数範囲内に収まるため、int型で返されます。
19    $smallHex = "FF"; // 10進数で255
20    $smallDec = hexdec($smallHex);
21    echo "16進数 '{$smallHex}' は10進数 '{$smallDec}' (型: " . gettype($smallDec) . ") です。\n";
22    echo "   （PHP_INT_MAX以下なのでint型として正確に変換されます）\n\n";
23
24    // 2. PHPの整数範囲を超える可能性のある16進数文字列の変換：結果は浮動小数点数（float）
25    // 64ビットシステムの場合のPHP_INT_MAX (約 9.22 x 10^18) を超える値を例示。
26    // この値はPHPの整数範囲を超えるため、float型で返されます。
27    // 32ビットシステムではより小さな値でfloatになります。
28    $largeHex = "8000000000000000"; // 10進数で 9,223,372,036,854,775,808 (約 9.22 x 10^18)
29    $largeDec = hexdec($largeHex);
30    echo "16進数 '{$largeHex}' は10進数 '{$largeDec}' (型: " . gettype($largeDec) . ") です。\n";
31    echo "   （PHP_INT_MAXを超えるためfloat型として変換されます）\n\n";
32
33    // 3. 非常に大きな16進数文字列の変換：精度が失われる可能性がある例
34    // float型（倍精度浮動小数点数）は約15桁程度の精度しか持ちません。
35    // この値はそれを遥かに超えるため、末尾の桁が失われ、不正確な結果になることがあります。
36    $veryLargeHex = "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"; // 128ビットの値
37    $veryLargeDec = hexdec($veryLargeHex);
38    $expectedValue = "340282366920938463463374607431768211455"; // 正しい10進数表記
39    echo "16進数 '{$veryLargeHex}' は10進数 '{$veryLargeDec}' (型: " . gettype($veryLargeDec) . ") です。\n";
40    echo "   期待される正確な値: {$expectedValue}\n";
41    // floatの指数表記を避け、整数に近い形式で表示することで精度誤差を視覚化します
42    echo "   `hexdec`による浮動小数点数の表示: " . sprintf("%.0f", $veryLargeDec) . "\n";
43    echo "   （非常に大きな値のため、floatの精度限界により正確な値と異なる可能性があります）\n";
44    echo "   (例: 上記の値の末尾が「5」ではなく「6」になっているなど、期待値と異なる場合があります。)\n";
45}
46
47// サンプルコードの実行
48demonstrateHexdecWithLargeValues();

PHPのhexdec関数は、引数として与えられた16進数文字列（string $hex_string）を対応する10進数値に変換します。戻り値は通常、整数型（int）となりますが、変換後の値がPHPの整数型で表現できる最大値（PHP_INT_MAX）を超える場合には、浮動小数点数型（float）で返されます。

この関数自体はPHP 8で非推奨ではありませんが、戻り値がfloatになる場合に注意が必要です。浮動小数点数には精度に限界があるため、特に非常に大きな16進数文字列を変換すると、正確な10進数値が得られず、末尾の桁が異なるなど精度が失われる可能性があります。そのため、厳密な精度が求められるシステムではhexdec関数の使用が推奨されないことがあります（この文脈で「非推奨」という言葉が使われることがあります）。

サンプルコードでは、まず小さな16進数"FF"を正確にint型で変換する例を示しています。次に、PHP_INT_MAXを超える"8000000000000000"をfloat型で変換する例を提示しています。さらに、"FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"のように非常に大きな値を変換すると、floatの精度限界により期待する正確な値が得られない可能性があることを具体的に示しています。高い精度が必要な場合は、GMPやBCMathといった任意精度演算ライブラリの利用を検討してください。

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1<?php
2
3/**
4 * 16進数文字列を10進数に変換するhexdec関数の使用例。
5 *
6 * この関数は、システムエンジニアを目指す初心者がhexdec関数の基本的な動作と、
7 * 戻り値の型（intまたはfloat）がどのように変化するかを理解するのに役立ちます。
8 */
9function demonstrateHexdecConversion(): void
10{
11    echo "--- hexdec関数の使用例 ---\n\n";
12
13    // 1. 基本的な16進数文字列 (A -> 10)
14    $hexString1 = 'A';
15    $decimal1 = hexdec($hexString1);
16    echo "1. 16進数 '{$hexString1}' は10進数で {$decimal1} です。型: " . gettype($decimal1) . "\n";
17
18    // 2. 複数の桁を持つ16進数文字列 (FF -> 255)
19    $hexString2 = 'FF';
20    $decimal2 = hexdec($hexString2);
21    echo "2. 16進数 '{$hexString2}' は10進数で {$decimal2} です。型: " . gettype($decimal2) . "\n";
22
23    // 3. 大文字と小文字は区別されないことを示す (abc -> 2748)
24    $hexString3 = 'abc';
25    $decimal3 = hexdec($hexString3);
26    echo "3. 16進数 '{$hexString3}' (小文字) は10進数で {$decimal3} です。型: " . gettype($decimal3) . "\n";
27
28    // 4. PHP_INT_MAX (システムが扱える最大の整数値) を超える場合の例
29    // この値はシステム（32ビットか64ビットか）に依存します。
30    // 一般的に、64ビット環境では '7FFFFFFFFFFFFFFF' (約9.22E18) はintで収まりますが、
31    // 'FFFFFFFFFFFFFFFF' (約1.84E19) はintの範囲を超えるためfloatになります。
32    $hexString4 = 'FFFFFFFFFFFFFFFF'; // 64ビットの最大符号なし整数を表す16進数
33    $decimal4 = hexdec($hexString4);
34    echo "4. 16進数 '{$hexString4}' は10進数で {$decimal4} です。型: " . gettype($decimal4) . "\n";
35    echo "   (PHP_INT_MAXを超える場合、hexdec関数は戻り値をfloat型で返します。)\n";
36
37    echo "\n--- 変換完了 ---\n";
38}
39
40// 関数を実行して、結果を表示します。
41demonstrateHexdecConversion();

PHPのhexdec関数は、16進数形式の文字列を10進数の数値に変換するために使用される便利な関数です。引数$hex_stringには、変換したい16進数の文字列を指定します。例えば、'A'（10）や'FF'（255）のような値を渡すことができます。この関数は、16進数の大文字と小文字を区別せず、'A'も'a'も同じ値として扱います。

戻り値は通常、整数型を示すintですが、PHPがシステム上で扱える最大の整数値（PHP_INT_MAX）を超えるような非常に大きな16進数を変換しようとした場合、結果は浮動小数点数型を示すfloatとして返されます。これは、正確な数値を失わずに大きな値を表現するためです。

サンプルコードでは、まず基本的な16進数文字列を10進数に変換する例を示し、次に複数桁の16進数や小文字の16進数も正しく変換されることを確認しています。特に、'FFFFFFFFFFFFFFFF'のように極めて大きな16進数を変換する例を通じて、PHP_INT_MAXを超える場合に、戻り値の型がfloatに変わる挙動を具体的に示しています。これにより、hexdec関数の基本的な使い方から、戻り値の型が変化する条件までを理解できます。

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1<?php
2
3/**
4 * 16進数文字列を符号付き10進数に変換します。
5 *
6 * PHPのhexdec関数は基本的に符号なしとして動作するため、
7 * 符号付き整数として解釈する必要がある場合にこの関数を使用します。
8 *
9 * @param string $hexString 変換する16進数文字列（例: 'F', 'FFFFFFFF'）。
10 * @param int $bits 符号付き整数として扱うビット数（例: 32, 64）。
11 *                  デフォルトは64ビット。
12 * @return int|float 変換された符号付き10進数値。PHP_INT_MAXを超える場合はfloatを返します。
13 */
14function convertHexToSignedDecimal(string $hexString, int $bits = 64): int|float
15{
16    // hexdec関数は16進数文字列を符号なし10進数に変換します。
17    // PHPの整数型の上限（PHP_INT_MAX）を超える場合はfloatを返します。
18    $decimal = hexdec($hexString);
19
20    // 変換結果が0の場合、符号付き/符号なしの区別がないためそのまま返します。
21    if ($decimal === 0) {
22        return 0;
23    }
24
25    // 符号付き整数として負の値になる境界値を計算します。
26    // Nビットの2の補数表現では、2^(N-1)以上の値が負数として解釈されます。
27    // 例: 32ビットの場合、2^31 (0x80000000) 以上が負の値と見なされます。
28    $negativeThreshold = 2 ** ($bits - 1);
29
30    // hexdecが返した符号なしの値が、負の範囲に入るかどうかをチェックします。
31    if ($decimal >= $negativeThreshold) {
32        // 負の数として解釈する必要がある場合、
33        // 2の補数表現の逆算により、全体のビット数(2^bits)を引くことで負の数に変換します。
34        // 例: 32ビットで 'FFFFFFFF' (符号なし4294967295) の場合、
35        // 4294967295 - (2 ** 32) = 4294967295 - 4294967296 = -1
36        return $decimal - (2 ** $bits);
37    }
38
39    // 負の範囲に入らない場合は、そのままの値を返します（正の数またはゼロ）。
40    return $decimal;
41}
42
43// --- サンプルコードの使用例 ---
44
45// hexdec関数の基本的な動作 (符号なしとして変換される点に注目)
46echo "--- hexdec関数の基本的な動作 (符号なし) ---\n";
47echo "hexdec('A'): " . hexdec('A') . " (期待値: 10)\n";
48echo "hexdec('FF'): " . hexdec('FF') . " (期待値: 255)\n";
49echo "hexdec('FFFFFFFF') (32ビット符号なし): " . hexdec('FFFFFFFF') . " (期待値: 4294967295)\n";
50echo "hexdec('FFFFFFFFFFFFFFFF') (64ビット符号なし): " . hexdec('FFFFFFFFFFFFFFFF') . " (期待値: 1.8446744073709E+19)\n";
51
52echo "\n--- 符号付き変換の例 (32ビット) ---\n";
53// 32ビット符号付きとして解釈される例
54// 0x7FFFFFFF: 32ビット符号付きの最大値 (正)
55echo "convertHexToSignedDecimal('7FFFFFFF', 32): " . convertHexToSignedDecimal('7FFFFFFF', 32) . " (期待値: 2147483647)\n";
56// 0x80000000: 32ビット符号付きの最小値 (負)
57echo "convertHexToSignedDecimal('80000000', 32): " . convertHexToSignedDecimal('80000000', 32) . " (期待値: -2147483648)\n";
58// 0xFFFFFFFF: 32ビット符号付きの -1
59echo "convertHexToSignedDecimal('FFFFFFFF', 32): " . convertHexToSignedDecimal('FFFFFFFF', 32) . " (期待値: -1)\n";
60// 小さい正の値は、符号付き/なしで結果は同じ
61echo "convertHexToSignedDecimal('A', 32): " . convertHexToSignedDecimal('A', 32) . " (期待値: 10)\n";
62
63
64echo "\n--- 符号付き変換の例 (64ビット) ---\n";
65// 64ビット符号付きとして解釈される例
66// 0x7FFFFFFFFFFFFFFF: 64ビット符号付きの最大値 (正)
67echo "convertHexToSignedDecimal('7FFFFFFFFFFFFFFF', 64): " . convertHexToSignedDecimal('7FFFFFFFFFFFFFFF', 64) . " (期待値: 9223372036854775807)\n";
68// 0x8000000000000000: 64ビット符号付きの最小値 (負)
69echo "convertHexToSignedDecimal('8000000000000000', 64): " . convertHexToSignedDecimal('8000000000000000', 64) . " (期待値: -9223372036854775808)\n";
70// 0xFFFFFFFFFFFFFFFF: 64ビット符号付きの -1
71echo "convertHexToSignedDecimal('FFFFFFFFFFFFFFFF', 64): " . convertHexToSignedDecimal('FFFFFFFFFFFFFFFF', 64) . " (期待値: -1)\n";
72// 小さい正の値は、符号付き/なしで結果は同じ
73echo "convertHexToSignedDecimal('A', 64): " . convertHexToSignedDecimal('A', 64) . " (期待値: 10)\n";
74
75?>

PHPのhexdec関数は、16進数文字列を10進数に変換する際に、基本的に「符号なし」の数値として扱います。このため、もし16進数が本来「符号付き」の負の数を表す場合、hexdec関数だけでは正しく解釈できません。

提示されたサンプルコードでは、この課題を解決するためにconvertHexToSignedDecimal関数を独自に定義しています。この関数は、第一引数$hexStringで変換したい16進数文字列を受け取り、第二引数$bitsで、その16進数を何ビット（例えば32ビットや64ビット）の符号付き整数として解釈するかを指定します。

内部では、まず標準のhexdec関数を用いて16進数文字列を符号なし10進数に変換します。その後、指定された$bitsに基づいて値が負の範囲にあるかを判定し、2の補数表現の仕組みを利用して正しい符号付き10進数に変換します。変換結果はint型で返されますが、PHPの整数型の最大値を超えるような非常に大きな数値の場合はfloat型で返されます。

サンプルコードは、標準のhexdec関数の挙動と、convertHexToSignedDecimal関数を使った32ビットおよび64ビットでの符号付き変換の具体的な使用例を示しており、その違いを理解するのに役立ちます。