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ES6 (六)數值的擴展、數值分隔符、isInteger、EPILON、MAX_SAFE_INTEGER、Math擴展、BigInt

2021-08-04 07:58:42 前端設計

ES6 (六)數值的擴展、數值分隔符、isInteger、EPILON、MAX_SAFE_INTEGER、Math擴展、BigInt

文章目錄

  • ES6 (六)數值的擴展、數值分隔符、isInteger、EPILON、MAX_SAFE_INTEGER、Math擴展、BigInt
    • 1. 二進制和八進制表示法
    • 2. 數值分隔符
    • 3. Number.isFinite(), Number.isNaN()
    • 4. Number.parseInt(), Number.parseFloat()
    • 5. Number.isInteger() /IEEE 754標準
    • 6. Number.EPSILON
    • 7. 安全整數和 Number.isSafeInteger()
    • 8. Math 物件的擴展
      • Math.trunc()
      • Math.sign()
      • Math.cbrt()
      • Math.clz32()
      • Math.imul()
      • Math.fround()
      • Math.hypot()
      • 對數方法
      • 雙曲函式方法
    • 9. BigInt 資料型別
      • 簡介
      • BigInt 物件
      • 轉換規則
      • 數學運算
      • 其他運算

1. 二進制和八進制表示法

ES6 提供了二進制和八進制數值的新的寫法,分別用前綴0b(或0B)和0o(或0O)表示,十六進制0x,0X

0b111110111 === 503 // true
0o767 === 503 // true

從 ES5 開始,在嚴格模式之中,八進制就不再允許使用前綴0表示,ES6 進一步明確,要使用前綴0o表示,

// 非嚴格模式
(function(){
  console.log(0o11 === 011);
})() // true

// 嚴格模式
(function(){
  'use strict';
  console.log(0o11 === 011);
})() // Uncaught SyntaxError: Octal literals are not allowed in strict mode.

如果要將0b0o前綴的字串數值轉為十進制,要使用Number方法,

Number('0b111')  // 7
Number('0o10')  // 8

2. 數值分隔符

歐美語言中,較長的數值允許每三位添加一個分隔符(通常是一個逗號),增加數值的可讀性,比如,1000可以寫作1,000

ES2021,允許 JavaScript 的數值使用下劃線(_)作為分隔符,

let budget = 1_000_000_000_000;
budget === 10 ** 12 // true

這個數值分隔符沒有指定間隔的位數,也就是說,可以每三位添加一個分隔符,也可以每一位、每兩位、每四位添加一個,

123_00 === 12_300 // true

12345_00 === 123_4500 // true
12345_00 === 1_234_500 // true

小數和科學計數法也可以使用數值分隔符,

// 小數
0.000_001

// 科學計數法
1e10_000

數值分隔符有幾個使用注意點

  • 不能放在數值的最前面(leading)或最后面(trailing),
  • 不能兩個或兩個以上的分隔符連在一起,
  • 小數點的前后不能有分隔符,
  • 科學計數法里面,表示指數的eE前后不能有分隔符,

下面的寫法都會報錯,

// 全部報錯
3_.141
3._141
1_e12
1e_12
123__456
_1464301
1464301_

除了十進制,其他進制的數值也可以使用分隔符,

// 二進制
0b1010_0001_1000_0101
// 十六進制
0xA0_B0_C0

可以看到,數值分隔符可以按位元組順序分隔數值,這在操作二進制位時,非常有用,

注意,分隔符不能緊跟著進制的前綴0b0B0o0O0x0X

// 報錯
0_b111111000
0b_111111000

數值分隔符只是一種書寫便利,對于 JavaScript 內部數值的存盤和輸出,并沒有影響,

let num = 12_345;

num // 12345
num.toString() // 12345

上面示例中,變數num的值為12_345,但是內部存盤和輸出的時候,都不會有數值分隔符,

下面三個將字串轉成數值的函式,不支持數值分隔符,主要原因是語言的設計者認為,數值分隔符主要是為了編碼時書寫數值的方便,而不是為了處理外部輸入的資料,

  • Number()
  • parseInt()
  • parseFloat()
Number('123_456') // NaN
parseInt('123_456') // 123

3. Number.isFinite(), Number.isNaN()

ES6 在Number物件上,新提供了Number.isFinite()Number.isNaN()兩個方法,

Number.isFinite()用來檢查一個數值是否為有限的(finite),即不是Infinity

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

注意,如果引數型別不是數值,Number.isFinite一律回傳false

Number.isNaN()用來檢查一個值是否為NaN

Number.isNaN(NaN) // true
Number.isNaN(15) // false
Number.isNaN('15') // false
Number.isNaN(true) // false
Number.isNaN(9/NaN) // true
Number.isNaN('true' / 0) // true
Number.isNaN('true' / 'true') // true

如果引數型別不是NaNNumber.isNaN一律回傳false

它們與傳統的全域方法isFinite()isNaN()的區別在于,傳統方法先呼叫Number()將非數值的值轉為數值,再進行判斷,而這兩個新方法只對數值有效,Number.isFinite()對于非數值一律回傳false, Number.isNaN()只有對于NaN才回傳true,非NaN一律回傳false

isFinite(25) // true
isFinite("25") // true
Number.isFinite(25) // true
Number.isFinite("25") // false

isNaN(NaN) // true
isNaN("NaN") // true
Number.isNaN(NaN) // true
Number.isNaN("NaN") // false
Number.isNaN(1) // false

4. Number.parseInt(), Number.parseFloat()

ES6 將全域方法parseInt()parseFloat(),移植到Number物件上面,行為完全保持不變,

// ES5的寫法
parseInt('12.34') // 12
parseFloat('123.45#') // 123.45

// ES6的寫法
Number.parseInt('12.34') // 12
Number.parseFloat('123.45#') // 123.45

這樣做的目的,是逐步減少全域性方法,使得語言逐步模塊化,

Number.parseInt === parseInt // true
Number.parseFloat === parseFloat // true

5. Number.isInteger() /IEEE 754標準

Number.isInteger()用來判斷一個數值是否為整數,

Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.1) // false

JavaScript 內部,整數和浮點數采用的是同樣的儲存方法,所以 25 和 25.0 被視為同一個值,

Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.0) // true

如果引數不是數值,Number.isInteger回傳false

Number.isInteger() // false
Number.isInteger(null) // false
Number.isInteger('15') // false
Number.isInteger(true) // false

==注意,由于 JavaScript 采用 IEEE 754 標準,數值存盤為64位雙精度格式,數值精度最多可以達到 53 個二進制位(1 個隱藏位與 52 個有效位),==如果數值的精度超過這個限度,第54位及后面的位就會被丟棄,這種情況下,Number.isInteger可能會誤判,

Number.isInteger(3.0000000000000002) // true

上面代碼中,Number.isInteger的引數明明不是整數,但是會回傳true,原因就是這個小數的精度達到了小數點后16個十進制位,轉成二進制位超過了53個二進制位,導致最后的那個2被丟棄了,

類似的情況還有,如果一個數值的絕對值小于Number.MIN_VALUE(5E-324),即小于 JavaScript 能夠分辨的最小值,會被自動轉為 0,這時,Number.isInteger也會誤判,

Number.isInteger(5E-324) // false
Number.isInteger(5E-325) // true

上面代碼中,5E-325由于值太小,會被自動轉為0,因此回傳true

總之,如果對資料精度的要求較高,不建議使用Number.isInteger()判斷一個數值是否為整數,

6. Number.EPSILON

ES6 在Number物件上面,新增一個極小的常量Number.EPSILON,根據規格,它表示 1 與大于 1 的最小浮點數之間的差,

對于 64 位浮點數來說,大于 1 的最小浮點數相當于二進制的1.00..001,小數點后面有連續 51 個零,這個值減去 1 之后,就等于 2 的 -52 次方,

Number.EPSILON === Math.pow(2, -52)
// true
Number.EPSILON
// 2.220446049250313e-16
Number.EPSILON.toFixed(20)
// "0.00000000000000022204"

Number.EPSILON實際上是 JavaScript 能夠表示的最小精度,誤差如果小于這個值,就可以認為已經沒有意義了,即不存在誤差了,

引入一個這么小的量的目的,在于為浮點數計算,設定一個誤差范圍,我們知道浮點數計算是不精確的,

0.1 + 0.2
// 0.30000000000000004

0.1 + 0.2 - 0.3
// 5.551115123125783e-17

5.551115123125783e-17.toFixed(20)
// '0.00000000000000005551'

上面代碼解釋了,為什么比較0.1 + 0.20.3得到的結果是false

0.1 + 0.2 === 0.3 // false

Number.EPSILON可以用來設定“能夠接受的誤差范圍”,比如,誤差范圍設為 2 的-50 次方(即Number.EPSILON * Math.pow(2, 2)),即如果兩個浮點數的差小于這個值,我們就認為這兩個浮點數相等,

5.551115123125783e-17 < Number.EPSILON * Math.pow(2, 2)
// true

因此,Number.EPSILON的實質是一個可以接受的最小誤差范圍,

function withinErrorMargin (left, right) {
  return Math.abs(left - right) < Number.EPSILON * Math.pow(2, 2);
}

0.1 + 0.2 === 0.3 // false
withinErrorMargin(0.1 + 0.2, 0.3) // true

1.1 + 1.3 === 2.4 // false
withinErrorMargin(1.1 + 1.3, 2.4) // true

上面的代碼為浮點數運算,部署了一個誤差檢查函式,

7. 安全整數和 Number.isSafeInteger()

JavaScript 能夠準確表示的整數范圍在-2^532^53之間(不含兩個端點),超過這個范圍,無法精確表示這個值,

Math.pow(2, 53) // 9007199254740992

9007199254740992  // 9007199254740992
9007199254740993  // 9007199254740992

Math.pow(2, 53) === Math.pow(2, 53) + 1
// true

上面代碼中,超出 2 的 53 次方之后,一個數就不精確了,

ES6 引入了Number.MAX_SAFE_INTEGERNumber.MIN_SAFE_INTEGER這兩個常量,用來表示這個范圍的上下限,

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

上面代碼中,可以看到 JavaScript 能夠精確表示的極限,

Number.isSafeInteger()則是用來判斷一個整數是否落在這個范圍之內,

Number.isSafeInteger('a') // false
Number.isSafeInteger(null) // false
Number.isSafeInteger(NaN) // false
Number.isSafeInteger(Infinity) // false
Number.isSafeInteger(-Infinity) // false

Number.isSafeInteger(3) // true
Number.isSafeInteger(1.2) // false
Number.isSafeInteger(9007199254740990) // true
Number.isSafeInteger(9007199254740992) // 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

這個函式的實作很簡單,就是跟安全整數的兩個邊界值比較一下,

Number.isSafeInteger = function (n) {
  return (typeof n === 'number' &&
    Math.round(n) === n &&
    Number.MIN_SAFE_INTEGER <= n &&
    n <= Number.MAX_SAFE_INTEGER);
}

實際使用這個函式時,需要注意,驗證運算結果是否落在安全整數的范圍內,不要只驗證運算結果,而要同時驗證參與運算的每個值,

Number.isSafeInteger(9007199254740993)
// false
Number.isSafeInteger(990)
// true
Number.isSafeInteger(9007199254740993 - 990)
// true
9007199254740993 - 990
// 回傳結果 9007199254740002
// 正確答案應該是 9007199254740003

上面代碼中,9007199254740993不是一個安全整數,但是Number.isSafeInteger會回傳結果,顯示計算結果是安全的,這是因為,這個數超出了精度范圍,導致在計算機內部,以9007199254740992的形式儲存,

9007199254740993 === 9007199254740992
// true

所以,如果只驗證運算結果是否為安全整數,很可能得到錯誤結果,下面的函式可以同時驗證兩個運算元和運算結果,

function trusty (left, right, result) {
  if (
    Number.isSafeInteger(left) &&
    Number.isSafeInteger(right) &&
    Number.isSafeInteger(result)
  ) {
    return result;
  }
  throw new RangeError('Operation cannot be trusted!');
}

trusty(9007199254740993, 990, 9007199254740993 - 990)
// RangeError: Operation cannot be trusted!

trusty(1, 2, 3)
// 3

8. Math 物件的擴展

ES6 在 Math 物件上新增了 17 個與數學相關的方法,所有這些方法都是靜態方法,只能在 Math 物件上呼叫,

對于空值或其他型別的值,Math方法會將它們先轉為數值,然后再計算,

Math.trunc()

Math.trunc方法用于去除一個數的小數部分,回傳整數部分,

Math.trunc(4.1) // 4
Math.trunc(4.9) // 4
Math.trunc(-4.1) // -4
Math.trunc(-4.9) // -4
Math.trunc(-0.1234) // -0

對于非數值,Math.trunc內部使用Number方法將其先轉為數值,

Math.trunc('123.456') // 123
Math.trunc(true) //1
Math.trunc(false) // 0
Math.trunc(null) // 0

對于空值和無法截取整數的值,回傳NaN

Math.trunc(NaN);      // NaN
Math.trunc('foo');    // NaN
Math.trunc();         // NaN
Math.trunc(undefined) // NaN

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模擬,

Math.trunc = Math.trunc || function(x) {
  return x < 0 ? Math.ceil(x) : Math.floor(x);
};

Math.floor方法回傳小于或等于引數值的最大整數(地板值),

Math.ceil方法回傳大于或等于引數值的最小整數(天花板值),

這兩個方法可以結合起來,實作一個總是回傳數值的整數部分的函式,

Math.sign()

Math.sign方法用來判斷一個數到底是正數、負數、還是零,對于非數值,會先將其轉換為數值,

它會回傳五種值,

  • 引數為正數,回傳+1
  • 引數為負數,回傳-1
  • 引數為 0,回傳0
  • 引數為-0,回傳-0;
  • 其他值,回傳NaN
Math.sign(-5) // -1
Math.sign(5) // +1
Math.sign(0) // +0
Math.sign(-0) // -0
Math.sign(NaN) // NaN

如果引數是非數值,會自動轉為數值,對于那些無法轉為數值的值,會回傳NaN

Math.sign('')  // 0
Math.sign(true)  // +1
Math.sign(false)  // 0
Math.sign(null)  // 0
Math.sign('9')  // +1
Math.sign('foo')  // NaN
Math.sign()  // NaN
Math.sign(undefined)  // NaN

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模擬,

Math.sign = Math.sign || function(x) {
  x = +x; // convert to a number
  if (x === 0 || isNaN(x)) {
    return x;
  }
  return x > 0 ? 1 : -1;
};

Math.cbrt()

Math.cbrt()方法用于計算一個數的立方根

Math.cbrt(-1) // -1
Math.cbrt(0)  // 0
Math.cbrt(1)  // 1
Math.cbrt(2)  // 1.2599210498948732

對于非數值,Math.cbrt()方法內部也是先使用Number()方法將其轉為數值

Math.cbrt('8') // 2
Math.cbrt('hello') // NaN

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模擬,

Math.cbrt = Math.cbrt || function(x) {
  var y = Math.pow(Math.abs(x), 1/3);
  return x < 0 ? -y : y;
};

Math.clz32()

Math.clz32()方法將引數轉為 32 位無符號整數的形式,然后回傳這個 32 位值里面有多少個前導 0,

Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(1000) // 22
Math.clz32(0b01000000000000000000000000000000) // 1
Math.clz32(0b00100000000000000000000000000000) // 2

上面代碼中,0 的二進制形式全為 0,所以有 32 個前導 0;1 的二進制形式是0b1,只占 1 位,所以 32 位之中有 31 個前導 0;1000 的二進制形式是0b1111101000,一共有 10 位,所以 32 位之中有 22 個前導 0,

clz32這個函式名就來自”count leading zero bits in 32-bit binary representation of a number“(計算一個數的 32 位二進制形式的前導 0 的個數)的縮寫,

左移運算子(<<)與Math.clz32方法直接相關,

Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(1 << 1) // 30
Math.clz32(1 << 2) // 29
Math.clz32(1 << 29) // 2

對于小數,Math.clz32方法只考慮整數部分,

Math.clz32(3.2) // 30
Math.clz32(3.9) // 30

對于空值或其他型別的值,Math.clz32方法會將它們先轉為數值,然后再計算,

Math.clz32() // 32
Math.clz32(NaN) // 32
Math.clz32(Infinity) // 32
Math.clz32(null) // 32
Math.clz32('foo') // 32
Math.clz32([]) // 32
Math.clz32({}) // 32
Math.clz32(true) // 31

Math.imul()

Math.imul方法回傳兩個數以 32 位帶符號整數形式相乘的結果,回傳的也是一個 32 位的帶符號整數,

Math.imul(2, 4)   // 8
Math.imul(-1, 8)  // -8
Math.imul(-2, -2) // 4

如果只考慮最后 32 位,大多數情況下,Math.imul(a, b)a * b的結果是相同的,即該方法等同于(a * b)|0的效果(超過 32 位的部分溢位),之所以需要部署這個方法,是因為 JavaScript 有精度限制,超過 2 的 53 次方的值無法精確表示,這就是說,對于那些很大的數的乘法,低位數值往往都是不精確的,Math.imul方法可以回傳正確的低位數值,

(0x7fffffff * 0x7fffffff)|0 // 0

上面這個乘法算式,回傳結果為 0,但是由于這兩個二進制數的最低位都是 1,所以這個結果肯定是不正確的,因為根據二進制乘法,計算結果的二進制最低位應該也是 1,這個錯誤就是因為它們的乘積超過了 2 的 53 次方,JavaScript 無法保存額外的精度,就把低位的值都變成了 0,Math.imul方法可以回傳正確的值 1,

Math.imul(0x7fffffff, 0x7fffffff) // 1

Math.fround()

Math.fround方法回傳一個數的32位單精度浮點數形式,

對于32位單精度格式來說,數值精度是24個二進制位(1 位隱藏位與 23 位有效位),所以對于 -224 至 224 之間的整數(不含兩個端點),回傳結果與引數本身一致,

Math.fround(0)   // 0
Math.fround(1)   // 1
Math.fround(2 ** 24 - 1)   // 16777215

如果引數的絕對值大于 224,回傳的結果便開始丟失精度,

Math.fround(2 ** 24)       // 16777216
Math.fround(2 ** 24 + 1)   // 16777216

Math.fround方法的主要作用,是將64位雙精度浮點數轉為32位單精度浮點數,如果小數的精度超過24個二進制位,回傳值就會不同于原值,否則回傳值不變(即與64位雙精度值一致),

// 未丟失有效精度
Math.fround(1.125) // 1.125
Math.fround(7.25)  // 7.25

// 丟失精度
Math.fround(0.3)   // 0.30000001192092896
Math.fround(0.7)   // 0.699999988079071
Math.fround(1.0000000123) // 1

對于 NaNInfinity,此方法回傳原值,對于其它型別的非數值,Math.fround 方法會先將其轉為數值,再回傳單精度浮點數,

Math.fround(NaN)      // NaN
Math.fround(Infinity) // Infinity

Math.fround('5')      // 5
Math.fround(true)     // 1
Math.fround(null)     // 0
Math.fround([])       // 0
Math.fround({})       // NaN

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模擬,

Math.fround = Math.fround || function (x) {
  return new Float32Array([x])[0];
};

Math.hypot()

Math.hypot方法回傳所有引數的平方和的平方根,

Math.hypot(3, 4);        // 5
Math.hypot(3, 4, 5);     // 7.0710678118654755
Math.hypot();            // 0
Math.hypot(NaN);         // NaN
Math.hypot(3, 4, 'foo'); // NaN
Math.hypot(3, 4, '5');   // 7.0710678118654755
Math.hypot(-3);          // 3

上面代碼中,3 的平方加上 4 的平方,等于 5 的平方,

如果引數不是數值,Math.hypot方法會將其轉為數值,只要有一個引數無法轉為數值,就會回傳 NaN,

對數方法

ES6 新增了 4 個對數相關方法,

(1) Math.expm1()

Math.expm1(x)回傳 ex - 1,即Math.exp(x) - 1

Math.expm1(-1) // -0.6321205588285577
Math.expm1(0)  // 0
Math.expm1(1)  // 1.718281828459045

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模擬,

Math.expm1 = Math.expm1 || function(x) {
  return Math.exp(x) - 1;
};

(2)Math.log1p()

Math.log1p(x)方法回傳1 + x的自然對數,即Math.log(1 + x),如果x小于-1,回傳NaN

Math.log1p(1)  // 0.6931471805599453
Math.log1p(0)  // 0
Math.log1p(-1) // -Infinity
Math.log1p(-2) // NaN

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模擬,

Math.log1p = Math.log1p || function(x) {
  return Math.log(1 + x);
};

(3)Math.log10()

Math.log10(x)回傳以 10 為底的x的對數,如果x小于 0,則回傳 NaN,

Math.log10(2)      // 0.3010299956639812
Math.log10(1)      // 0
Math.log10(0)      // -Infinity
Math.log10(-2)     // NaN
Math.log10(100000) // 5

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模擬,

Math.log10 = Math.log10 || function(x) {
  return Math.log(x) / Math.LN10;
};

(4)Math.log2()

Math.log2(x)回傳以 2 為底的x的對數,如果x小于 0,則回傳 NaN,

Math.log2(3)       // 1.584962500721156
Math.log2(2)       // 1
Math.log2(1)       // 0
Math.log2(0)       // -Infinity
Math.log2(-2)      // NaN
Math.log2(1024)    // 10
Math.log2(1 << 29) // 29

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模擬,

Math.log2 = Math.log2 || function(x) {
  return Math.log(x) / Math.LN2;
};

雙曲函式方法

ES6 新增了 6 個雙曲函式方法,

  • Math.sinh(x) 回傳x的雙曲正弦(hyperbolic sine)
  • Math.cosh(x) 回傳x的雙曲余弦(hyperbolic cosine)
  • Math.tanh(x) 回傳x的雙曲正切(hyperbolic tangent)
  • Math.asinh(x) 回傳x的反雙曲正弦(inverse hyperbolic sine)
  • Math.acosh(x) 回傳x的反雙曲余弦(inverse hyperbolic cosine)
  • Math.atanh(x) 回傳x的反雙曲正切(inverse hyperbolic tangent)

9. BigInt 資料型別

簡介

JavaScript 所有數字都保存成 64 位浮點數,這給數值的表示帶來了兩大限制,一是數值的精度只能到 53 個二進制位(相當于 16 個十進制位),大于這個范圍的整數,JavaScript 是無法精確表示,這使得 JavaScript 不適合進行科學和金融方面的精確計算,二是大于或等于2的1024次方的數值,JavaScript 無法表示,會回傳Infinity

// 超過 53 個二進制位的數值,無法保持精度
Math.pow(2, 53) === Math.pow(2, 53) + 1 // true

// 超過 2 的 1024 次方的數值,無法表示
Math.pow(2, 1024) // Infinity

ES2020 引入了一種新的資料型別 BigInt(大整數),來解決這個問題,這是 ECMAScript 的第八種資料型別,BigInt 只用來表示整數,沒有位數的限制,任何位數的整數都可以精確表示,

const a = 2172141653n;
const b = 15346349309n;

// BigInt 可以保持精度
a * b // 33334444555566667777n

// 普通整數無法保持精度
Number(a) * Number(b) // 33334444555566670000

為了與 Number 型別區別,BigInt 型別的資料必須添加后綴n

1234 // 普通整數
1234n // BigInt

// BigInt 的運算
1n + 2n // 3n

BigInt 同樣可以使用各種進制表示,都要加上后綴n

0b1101n // 二進制
0o777n // 八進制
0xFFn // 十六進制

BigInt 與普通整數是兩種值,它們之間并不相等,

42n === 42 // false

typeof運算子對于 BigInt 型別的資料回傳bigint

typeof 123n // 'bigint'

BigInt 可以使用負號(-),但是不能使用正號(+),因為會與 asm.js 沖突,

-42n // 正確
+42n // 報錯

JavaScript 以前不能計算70的階乘(即70!),因為超出了可以表示的精度,

let p = 1;
for (let i = 1; i <= 70; i++) {
  p *= i;
}
console.log(p); // 1.197857166996989e+100

現在支持大整數了,就可以算了,瀏覽器的開發者工具運行下面代碼,就OK,

let p = 1n;
for (let i = 1n; i <= 70n; i++) {
  p *= i;
}
console.log(p); // 11978571...00000000n

BigInt 物件

JavaScript 原生提供BigInt物件,可以用作建構式生成 BigInt 型別的數值,轉換規則基本與Number()一致,將其他型別的值轉為 BigInt,

BigInt(123) // 123n
BigInt('123') // 123n
BigInt(false) // 0n
BigInt(true) // 1n

BigInt()建構式必須有引數,而且引數必須可以正常轉為數值,下面的用法都會報錯,

new BigInt() // TypeError
BigInt(undefined) //TypeError
BigInt(null) // TypeError
BigInt('123n') // SyntaxError
BigInt('abc') // SyntaxError

上面代碼中,尤其值得注意字串123n無法決議成 Number 型別,所以會報錯,

引數如果是小數,也會報錯,

BigInt(1.5) // RangeError
BigInt('1.5') // SyntaxError

BigInt 物件繼承了 Object 物件的兩個實體方法,

  • BigInt.prototype.toString()
  • BigInt.prototype.valueOf()

它還繼承了 Number 物件的一個實體方法,

  • BigInt.prototype.toLocaleString()

此外,還提供了三個靜態方法,

  • BigInt.asUintN(width, BigInt): 給定的 BigInt 轉為 0 到 2width - 1 之間對應的值,
  • BigInt.asIntN(width, BigInt):給定的 BigInt 轉為 -2width - 1 到 2width - 1 - 1 之間對應的值,
  • BigInt.parseInt(string[, radix]):近似于Number.parseInt(),將一個字串轉換成指定進制的 BigInt,
const max = 2n ** (64n - 1n) - 1n;

BigInt.asIntN(64, max)
// 9223372036854775807n
BigInt.asIntN(64, max + 1n)
// -9223372036854775808n
BigInt.asUintN(64, max + 1n)
// 9223372036854775808n

上面代碼中,max是64位帶符號的 BigInt 所能表示的最大值,如果對這個值加1nBigInt.asIntN()將會回傳一個負值,因為這時新增的一位將被解釋為符號位,而BigInt.asUintN()方法由于不存在符號位,所以可以正確回傳結果,

如果BigInt.asIntN()BigInt.asUintN()指定的位數,小于數值本身的位數,那么頭部的位將被舍棄,

const max = 2n ** (64n - 1n) - 1n;

BigInt.asIntN(32, max) // -1n
BigInt.asUintN(32, max) // 4294967295n

上面代碼中,max是一個64位的 BigInt,如果轉為32位,前面的32位都會被舍棄,

下面是BigInt.parseInt()的例子,

// Number.parseInt() 與 BigInt.parseInt() 的對比
Number.parseInt('9007199254740993', 10)
// 9007199254740992
BigInt.parseInt('9007199254740993', 10)
// 9007199254740993n

上面代碼中,由于有效數字超出了最大限度,Number.parseInt方法回傳的結果是不精確的,而BigInt.parseInt方法正確回傳了對應的 BigInt,

對于二進制陣列,BigInt 新增了兩個型別BigUint64ArrayBigInt64Array,這兩種資料型別回傳的都是64位 BigInt,DataView物件的實體方法DataView.prototype.getBigInt64()DataView.prototype.getBigUint64(),回傳的也是 BigInt,

轉換規則

可以使用Boolean()Number()String()這三個方法,將 BigInt 可以轉為布林值、數值和字串型別,

Boolean(0n) // false
Boolean(1n) // true
Number(1n)  // 1
String(1n)  // "1"

上面代碼中,注意最后一個例子,轉為字串時后綴n會消失,

另外,取反運算子(!)也可以將 BigInt 轉為布林值,

!0n // true
!1n // false

數學運算

數學運算方面,BigInt 型別的+-***這四個二元運算子,與 Number 型別的行為一致,除法運算/會舍去小數部分,回傳一個整數,

9n / 5n
// 1n

幾乎所有的數值運算子都可以用在 BigInt,但是有兩個例外,

  • 不帶符號的右移位運算子>>>
  • 一元的求正運算子+

上面兩個運算子用在 BigInt 會報錯,前者是因為>>>運算子是不帶符號的,但是 BigInt 總是帶有符號的,導致該運算無意義,完全等同于右移運算子>>,后者是因為一元運算子+在 asm.js 里面總是回傳 Number 型別,為了不破壞 asm.js 就規定+1n會報錯,

BigInt 不能與普通數值進行混合運算,

1n + 1.3 // 報錯

上面代碼報錯是因為無論回傳的是 BigInt 或 Number,都會導致丟失精度資訊,比如(2n**53n + 1n) + 0.5這個運算式,如果回傳 BigInt 型別,0.5這個小數部分會丟失;如果回傳 Number 型別,有效精度只能保持 53 位,導致精度下降,

同樣的原因,如果一個標準庫函式的引數預期是 Number 型別,但是得到的是一個 BigInt,就會報錯,

// 錯誤的寫法
Math.sqrt(4n) // 報錯

// 正確的寫法
Math.sqrt(Number(4n)) // 2

上面代碼中,Math.sqrt的引數預期是 Number 型別,如果是 BigInt 就會報錯,必須先用Number方法轉一下型別,才能進行計算,

asm.js 里面,|0跟在一個數值的后面會回傳一個32位整數,根據不能與 Number 型別混合運算的規則,BigInt 如果與|0進行運算會報錯,

1n | 0 // 報錯

其他運算

BigInt 對應的布林值,與 Number 型別一致,即0n會轉為false,其他值轉為true

if (0n) {
  console.log('if');
} else {
  console.log('else');
}
// else

上面代碼中,0n對應false,所以會進入else子句,

比較運算子(比如>)和相等運算子(==)允許 BigInt 與其他型別的值混合計算,因為這樣做不會損失精度,

0n < 1 // true
0n < true // true
0n == 0 // true
0n == false // true
0n === 0 // false

BigInt 與字串混合運算時,會先轉為字串,再進行運算,

'' + 123n // "123"

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