ES6,Number类型和新增的BigInt数据类型,以及数值精度丢失的问题

tech2023-02-28  90

目录

 

一、Number数据对象的ES6新方法

 二、数值的精度

四、Math对象的拓展

五、BigInt 数据类型


一、Number数据对象的ES6新方法

1.Number.isFinite()

用来检查一个数值是否为有限的(finite),即不是Infinity。注意,如果参数类型不是数值,Number.isFinite一律返回false。

Number.isFinite(15); // true Number.isFinite(0.8); // true Number.isFinite(NaN); // false Number.isFinite(Infinity); // false Number.isFinite(-Infinity); // false Number.isFinite('foo'); // false Number.isFinite('15'); // false Number.isFinite(true); // false

2.Number.isNaN() 用来检查一个值是否为NaN。如果参数类型不是NaN,Number.isNaN一律返回false。

NaN 即 Not a Number ,不是一个数字。 在 JavaScript 中,整数和浮点数都统称为 Number 类型 。除此之外,Number 类型还有一个很特殊的值,即 NaN 。

NaN的产生:

(1)表达式计算,一个表达式中如果有减号 (-)、乘号 (*) 或 除号 (/) 等运算符时,JS 引擎在计算之前,会试图将表达式的每个分项转化为 Number 类型(使用 Number(x) 做转换)。如果转换失败,表达式将返回 NaN 。

(2)类型转换,直接使用 parseInt,parseFloat 或 Number 将一个非数字的值转化为数字时,表达式返回 NaN ;其中Number 转换的是整个值,而不是部分值;parseInt 和 parseFloat 只转化第一个无效字符之前的字符串。

// (2)使用 Number(x) 做转换,x是以下的表达式,来产生NaN 100 - '2a'; // NaN '100'/ '20a'; // NaN '20a'* 5 ; // NaN undefined - 1; // NaN, 因为Number(undefined)结果是NaN [] * 20 ; // 0, Number([]) == 0 null- 5; // -5, Number(null) == 0 'true'; // NaN true-5; // -4, Number(true)===1 false; // 0, Number(false)===0 'abc'- 3 // NaN // (2)使用数据类型转换产生NaN parseInt('abc') // NaN parseFloat('abc') // NaN Number('abc') // NaN Number('123abc'); // NaN parseInt('123abc'); // 123 parseInt('123abc45'); // 123 parseFloat('123.45abc');// 123.45 // isNaN全局函数先将里面的参数进行Number转化,再进行比较 isNaN(NaN) // true isNaN("NaN") // true isNaN("true") // true isNaN(true) // false isNaN(null) // false isNaN([]) // false // Number.isNaN函数直接进行比较,不转化。 Number.isNaN(NaN) // true Number.isNaN("NaN") // false Number.isNaN(1) // false isNaN("true") // false

 区别:

Number对象方法Number.isFinite()和和Number.isNaN()跟全局方法isFinite()和isNaN()的区别在于传统方法先调用Number()将非数值的值转化为数值,再进行判断,而这两个新方法不进行数据类型转化而是直接进行比较,Number.isFinite()对于非数值一律返回false, Number.isNaN()只有对于NaN才返回true,非NaN一律返回false。

3.Number.parseInt()和Number.parseFloat()

ES6 将全逐步减少全局性方法,使得语言逐步模块化。局方法parseInt()移植到Number对象上面,行为完全保持不变。这样做的目的,是只转化第一个无效字符之前的字符串。

// ES5的写法 parseInt('12.34') // 12 parseFloat('123.45#adc') // 123.45 parseFloat('a123.45#') // NaN // ES6的写法 Number.parseInt('12.34') // 12 Number.parseFloat('123.45#') // 123.45 parseFloat('d123.45#') // NaN // 实际上是一样的,只是为了逐步减少全局性方法,使得语言逐步模块化。 Number.parseInt === parseInt // true Number.parseFloat === parseFloat // true

4.Number.isInteger()

Number.isInteger()用来判断一个数值是否为整数。注意:JavaScript 内部,整数和浮点数采用的是同样的储存方法,所以 25 和 25.0 被视为同一个值。如果参数不是数值,Number.isInteger返回false。

Number.isInteger(25) // true Number.isInteger(25.1) // false Number.isInteger(25) // true Number.isInteger(25.0) // true Number.isInteger() // false Number.isInteger(null) // false Number.isInteger('15') // false Number.isInteger(true) // false

 二、数值的精度

1.精度丢失的一些典型问题

两个简单的浮点数相加(有时候会丢失) 0.1 + 0.2 != 0.3 // true 大整数运算。超过 9999999999999999 == 10000000000000001 // true 误断浮点数为整数 Number.isInteger(3.0000000000000002) // true 浮点数误判为整数 Number.isInteger(5E-324) // false 判断正确 Number.isInteger(5E-325) // true 小数误判成整数

2.JS 数字丢失精度的原因

JS 遵循 IEEE 754 规范,采用双精度存储(double precision),占用 64 bit。由于计算机不能表示无限数字(包括小数和整数),所以进行二进制编码的时候会有位数限制。

 

根据国际标准 IEEE 754,JavaScript 浮点数的64个二进制位,从最左边开始,是这样组成的。

第1位:符号位,共1位,0表示正数,1表示负数第2位到第12位:指数部分,共11位第13位到第64位:小数部分(即有效数字),共52位

符号位决定了一个数的正负,指数部分决定了数值的大小,小数部分决定了数值的精度。

浮点数只能模仿十进制进行四舍五入了,但是二进制只有 0 和 1 两个,于是变为 0 舍 1 入。这即是计算机中部分浮点数运算时出现误差,丢失精度的根本原因。

大整数的精度丢失和浮点数本质上是一样的,尾数位最大是 52 位,因此 JS 中能精准表示的最大整数是 Math.pow(2, 53),十进制即 9007199254740992。大于 9007199254740992 的可能会丢失精度。

3.解决方案 对于整数,前端出现问题的几率可能比较低,毕竟很少有业务需要需要用到超大整数,只要运算结果不超过 Math.pow(2, 53) 就不会丢失精度。

对于小数,前端出现问题的几率还是很多的,尤其在一些电商网站涉及到金额等数据。解决方式:

数据展示类,使用toPrecision(n)函数限定n位效数字(经验n一般选12就能解决掉大部分0001和0009问题,而且大部分情况下也够用了,如果你需要更精确可以调高),但是返回string,所以再使用parseFloat()函数化成数字 凑整并 parseFloat()函数 转成数字后再显示

数据运算类,把小数放到位整数(乘倍数),再缩小回原来倍数(除倍数)

// 当你拿到 1.4000000000000001 这样的数据要展示时,建议使用 toPrecision 凑整并 parseFloat 转成数字后再显示 parseFloat(1.4000000000000001.toPrecision(12)) === 1.4 // True // 对于运算类操作,如 +-*/,就不能使用 toPrecision 了。正确的做法是把小数转成整数后再运算。 (0.1*10+0.2*10)/10 // 0.3 0.1+0.2 // 0.30000000000000004

4.安全整数范围Number.MAX_SAFE_INTEGER和Number.MIN_SAFE_INTEGER; Number.isSafeInteger()

JavaScript 能够准确表示的整数范围在-2^53到2^53之间(不含两个端点),超过这个范围,无法精确表示这个值。ES6 引入了Number.MAX_SAFE_INTEGER和Number.MIN_SAFE_INTEGER这两个常量,用来表示这个范围的上下限。

Number.MAX_SAFE_INTEGER === Math.pow(2, 53) - 1 // true Number.MAX_SAFE_INTEGER === 9007199254740991 // true Number.MIN_SAFE_INTEGER === -Number.MAX_SAFE_INTEGER // true Number.MIN_SAFE_INTEGER === -9007199254740991 // true

Number.isSafeInteger()则是用来直接判断一个整数是否落在这个范围之内。这个函数的实现很简单,就是跟安全整数的两个边界值比较一下。注意:验证运算结果是否落在安全整数的范围内,不要只验证运算结果,而要同时验证参与运算的每个值。

Number.isSafeInteger('a') // false Number.isSafeInteger([]) // false Number.isSafeInteger(null) // false Number.isSafeInteger(NaN) // false Number.isSafeInteger(Infinity) // false Number.isSafeInteger(-Infinity) // false Number.isSafeInteger(3) // true Number.isSafeInteger(3.0000) // true Number.isSafeInteger(1.2) // false Number.isSafeInteger(Number.MIN_SAFE_INTEGER - 1) // false Number.isSafeInteger(Number.MIN_SAFE_INTEGER) // true Number.isSafeInteger(Number.MAX_SAFE_INTEGER) // true Number.isSafeInteger(Number.MAX_SAFE_INTEGER + 1) // false

四、Math对象的拓展

ES6 在 Math 对象上新增了 17 个与数学相关的方法。所有这些方法都是静态方法,只能在 Math 对象上调用。

1.Math.trunc()方法用于去除一个数的小数部分,返回整数部分。对于非数值,Math.trunc内部使用Number方法将其先转为数值。对于空值和无法截取整数的值,返回NaN。

Math.trunc(4.9) // 4 Math.trunc(-4.9) // -4 Math.trunc(-0.1234) // -0

2.Math.sign方法用来判断一个数到底是正数、负数、还是零。对于非数值,会先将其转换为数值。

它会返回五种值。

参数为正数,返回+1;参数为负数,返回-1;参数为 0,返回0;参数为-0,返回-0;其他值,返回NaN。

如果参数是非数值,会自动转为数值。对于那些无法转为数值的值,会返回NaN。

3.Math.cbrt()方法用于计算一个数的立方根。对于非数值,Math.cbrt()方法内部也是先使用Number()方法将其转为数值。

4.Math.clz32()方法将参数转为 32 位无符号整数的形式,然后返回这个 32 位值里面有多少个前导 0。对于小数,Math.clz32方法只考虑整数部分。对于空值或其他类型的值,Math.clz32方法会将它们先转为数值,然后再计算。

5.Math.imul方法返回两个数以 32 位带符号整数形式相乘的结果,返回的也是一个 32 位的带符号整数。

6.Math.fround方法返回一个数的32位单精度浮点数形式。对于 NaN 和 Infinity,此方法返回原值。对于其它类型的非数值,Math.fround 方法会先将其转为数值,再返回单精度浮点数。

7.Math.hypot方法返回所有参数的平方和的平方根。如果参数不是数值,Math.hypot方法会将其转为数值。只要有一个参数无法转为数值,就会返回 NaN。

8.Math.expm1(x)返回 ex - 1,即Math.exp(x) - 1。

9.Math.log1p(x)方法返回1 + x的自然对数,即Math.log(1 + x)。如果x小于-1,返回NaN。

10.Math.log10(x)返回以 10 为底的x的对数。如果x小于 0,则返回 NaN。

11.Math.log2(x)返回以 2 为底的x的对数。如果x小于 0,则返回 NaN。

12.Math.sinh(x) 返回x的双曲正弦(hyperbolic sine)

13.Math.cosh(x) 返回x的双曲余弦(hyperbolic cosine)

14.Math.tanh(x) 返回x的双曲正切(hyperbolic tangent)

15.Math.asinh(x) 返回x的反双曲正弦(inverse hyperbolic sine)

16.Math.acosh(x) 返回x的反双曲余弦(inverse hyperbolic cosine)

17.Math.atanh(x) 返回x的反双曲正切(inverse hyperbolic tangent)

ES2016 新增了一个指数运算符(**)

五、BigInt 数据类型

JavaScript 所有数字都保存成 64 位浮点数,这给数值的表示带来了两大限制。一是数值的精度只能到 53 个二进制位(相当于 16 个十进制位),大于这个范围的整数,JavaScript 是无法精确表示的,这使得 JavaScript 不适合进行科学和金融方面的精确计算。二是大于或等于2的1024次方的数值,JavaScript 无法表示,会返回Infinity。

ES2020 引入了一种新的数据类型 BigInt(大整数),来解决这个问题,这是 ECMAScript 的第八种数据类型。BigInt 只用来表示整数,没有位数的限制,任何位数的整数都可以精确表示。

为了与 Number 类型区别,BigInt 类型的数据必须添加后缀n。BigInt 同样可以使用各种进制表示,都要加上后缀n。BigInt 与普通整数是两种值,它们之间并不相等。typeof运算符对于 BigInt 类型的数据返回bigint。BigInt 可以使用负号(-),但是不能使用正号(+),因为会与 asm.js 冲突。

Math.pow(2, 53) === Math.pow(2, 53) + 1 // true 超过 53 个二进制位的数值,无法保持精度 Math.pow(2, 1024) // Infinity 超过 2 的 1024 次方的数值,无法表示 const a = 2172141653n; const b = 15346349309n; a * b // 33334444555566667777n BigInt 可以保持精度 Number(a) * Number(b) // 33334444555566670000 普通整数无法保持精度 1234 // 普通整数 1234n // BigInt 42n === 42 // false typeof 123n // 'bigint' -42n // 正确 +42n // 报错

 

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