【PHP8.x】log関数の使い方

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1<?php
2
3declare(strict_types=1);
4
5/**
6 * log() 関数の計算結果を出力するサンプル
7 */
8function showLogCalculations(): void
9{
10    // --- 基本的な使い方: 自然対数を計算 ---
11    // log() は、第1引数に指定した数値の対数を計算します。
12    // 第2引数（底）を省略した場合、自然対数（底はネイピア数 e）が計算されます。
13    
14    // ネイピア数 e (約 2.718) の自然対数を計算します。結果は 1 になります。
15    $num1 = M_E;
16    $naturalLog = log($num1);
17
18    echo "ネイピア数 e の自然対数: " . $naturalLog . PHP_EOL; // 出力例: 1
19
20    // --- 応用的な使い方: 底を指定して対数を計算 ---
21    // 第2引数に底（base）を指定することで、常用対数など任意の底で計算できます。
22
23    // 100 を底 10 で対数計算します。結果は 2 になります (10^2 = 100 のため)。
24    $num2 = 100.0;
25    $base = 10.0;
26    $commonLog = log($num2, $base);
27
28    echo "100 の常用対数（底 10）: " . $commonLog . PHP_EOL; // 出力例: 2
29    
30    // 8 を底 2 で対数計算します。結果は 3 になります (2^3 = 8 のため)。
31    $num3 = 8.0;
32    $base2 = 2.0;
33    $logBase2 = log($num3, $base2);
34    
35    echo "8 の対数（底 2）: " . $logBase2 . PHP_EOL; // 出力例: 3
36}
37
38// 関数を実行して結果を出力します
39showLogCalculations();

PHPのlog()関数は、指定された数値の対数を計算するために使用されます。

この関数は最大2つの引数を受け取ります。第1引数$numには対数を求めたい数値を、第2引数$baseには対数の「底」となる数値を指定します。第2引数$baseは省略可能で、省略した場合は数学定数であるネイピア数e（PHPの定数M_E）が底として自動的に使われ、自然対数が計算されます。関数の戻り値は、計算結果の数値で、データ型は浮動小数点数（float）です。

サンプルコードでは、3つの異なる計算例を示しています。まず、ネイピア数M_Eを引数に与え、底を省略することで自然対数を計算し、結果として1が出力されます。次に、数値100を底10で対数計算（常用対数）し、10の2乗が100であるため結果は2となります。最後に、数値8を底2で計算し、2の3乗が8であるため結果は3となります。このようにlog()関数は、底を指定することで様々な対数計算に対応できます。

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1<?php
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3/**
4 * PHPのlog()関数（数学関数）の使用例を示します。
5 * この関数は数値の自然対数、または指定された底の対数を計算します。
6 * キーワード「場所」は、計算結果が標準出力（画面）に表示される「場所」として解釈しています。
7 *
8 * @param float $value 対数を計算する数値（0より大きい必要があります）
9 * @return void
10 */
11function demonstrateLogFunction(float $value): void
12{
13    echo "--- log() 関数の計算結果の表示 ---\n";
14    echo "対象数値: " . $value . "\n\n";
15
16    if ($value <= 0) {
17        echo "注意: 0以下の数値の対数は数学的に定義されていません。\n";
18        echo "結果は通常、-INF (負の無限大) または NAN (Not a Number) になります。\n";
19        echo "この値では計算結果の「場所」を示すことができません。\n\n";
20        return;
21    }
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23    // 1. 自然対数を計算します (底がM_E、つまりネイピア数eの場合)。
24    // log() 関数に引数を1つだけ渡すと、自動的に自然対数になります。
25    $natural_log_result = log($value);
26    echo "自然対数 (底 e): " . $natural_log_result . "\n";
27    echo "これは、eを約 " . $natural_log_result . " 乗すると " . $value . " になることを意味します。\n\n";
28
29    // 2. 常用対数を計算します (底が10の場合)。
30    // log(num, base) の形式で、第2引数に底 (この場合は10) を指定します。
31    $common_log_result = log($value, 10);
32    echo "常用対数 (底 10): " . $common_log_result . "\n";
33    echo "これは、10を約 " . $common_log_result . " 乗すると " . $value . " になることを意味します。\n\n";
34
35    // 3. 二進対数を計算します (底が2の場合)。
36    $binary_log_result = log($value, 2);
37    echo "二進対数 (底 2): " . $binary_log_result . "\n";
38    echo "これは、2を約 " . $binary_log_result . " 乗すると " . $value . " になることを意味します。\n\n";
39
40    echo "--- 上記の計算結果は、標準出力（画面）に表示される「場所」に示されています ---\n";
41}
42
43// 様々な数値でlog()関数の動作を確認します。
44demonstrateLogFunction(10.0);
45echo "\n----------------------------------------\n\n";
46
47demonstrateLogFunction(1.0); // どんな底でも1の対数は0
48echo "\n----------------------------------------\n\n";
49
50demonstrateLogFunction(M_E); // ネイピア数eの自然対数は1
51echo "\n----------------------------------------\n\n";
52
53demonstrateLogFunction(100.0); // 100の常用対数は2
54echo "\n----------------------------------------\n\n";
55
56demonstrateLogFunction(8.0); // 8の二進対数は3
57echo "\n----------------------------------------\n\n";
58
59// 0以下の数値の対数は定義されないため、エラーメッセージが表示されます。
60demonstrateLogFunction(0.0);
61echo "\n----------------------------------------\n\n";
62
63demonstrateLogFunction(-5.0);

PHPのlog()関数は、指定した数値の対数を計算するための数学関数です。

この関数は、最大で2つの引数を取ります。第1引数には、対数を計算したい数値を指定します。第2引数には、対数の「底」となる数値を指定しますが、この引数は省略可能です。第2引数を省略した場合、自動的に「自然対数」（ネイピア数eを底とする対数）が計算されます。例えば、log(10.0)は10の自然対数を求めます。

もし特定の数値を底としたい場合は、第2引数にその値を指定します。例えば、10を底とする「常用対数」を計算したい場合は log(100.0, 10) のように記述します。この計算結果は「10を何乗すれば100になるか」という問いの答え、つまり2になります。

関数の戻り値は、計算された対数の値が浮動小数点数（float型）で返されます。

サンプルコードでは、log()関数で計算した自然対数、常用対数、二進対数の結果を、echoを使用して画面（標準出力）という「場所」に表示しています。なお、数学的に0以下の数値の対数は定義されていないため、引数に0や負の数を指定すると、期待通りの結果は得られません。