ES6 數(shù)值的擴展

2020-06-11 09:10 更新

1. 二進(jìn)制和八進(jìn)制表示法

ES6 提供了二進(jìn)制八進(jìn)制數(shù)值的新的寫法,分別用前綴 0b (或 0B )和 0o (或 0O )表示。

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

從 ES5 開始,在嚴(yán)格模式之中,八進(jìn)制就不再允許使用前綴 0 表示,ES6 進(jìn)一步明確,要使用前綴 0o 表示。

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


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

如果要將 0b 和 0o 前綴的字符串?dāng)?shù)值轉(zhuǎn)為十進(jìn)制,要使用Number方法。

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

2. Number.isFinite(), Number.isNaN()

ES6 在 Number 對象上,新提供了Number.isFinite()Number.isNaN()兩個方法。

Number.isFinite()用來檢查一個數(shù)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,如果參數(shù)類型不是數(shù)值, Number.isFinite 一律返回 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

如果參數(shù)類型不是 NaN , Number.isNaN 一律返回 false 。

它們與傳統(tǒng)的全局方法 isFinite() 和 isNaN() 的區(qū)別在于,傳統(tǒng)方法先調(diào)用 Number() 將非數(shù)值的值轉(zhuǎn)為數(shù)值,再進(jìn)行判斷,而這兩個新方法只對數(shù)值有效, Number.isFinite() 對于非數(shù)值一律返回 false , Number.isNaN() 只有對于NaN才返回true ,非 NaN 一律返回 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

3. Number.parseInt(), Number.parseFloat()

ES6 將全局方法 parseInt()parseFloat(),移植到 Number 對象上面,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,是逐步減少全局性方法,使得語言逐步模塊化

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

4. Number.isInteger()

Number.isInteger()用來判斷一個數(shù)值是否為整數(shù)。

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

JavaScript 內(nèi)部,整數(shù)和浮點數(shù)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

如果參數(shù)不是數(shù)值, Number.isInteger 返回 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(biāo)準(zhǔn),數(shù)值存儲為64位雙精度格式,數(shù)值精度最多可以達(dá)到 53 個二進(jìn)制位(1 個隱藏位與 52 個有效位)。如果數(shù)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 的參數(shù)明明不是整數(shù),但是會返回 true 。原因就是這個小數(shù)的精度達(dá)到了小數(shù)點后16個十進(jìn)制位,轉(zhuǎn)成二進(jìn)制位超過了53個二進(jìn)制位,導(dǎo)致最后的那個 2 被丟棄了。

類似的情況還有,如果一個數(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)為0,因此返回 true 。

總之,如果對數(shù)據(jù)精度的要求較高,不建議使用 Number.isInteger() 判斷一個數(shù)值是否為整數(shù)。

5. Number.EPSILON

ES6 在 Number 對象上面,新增一個極小的常量Number.EPSILON。根據(jù)規(guī)格,它表示 1 與大于 1 的最小浮點數(shù)之間的差。

對于 64 位浮點數(shù)來說,大于 1 的最小浮點數(shù)相當(dāng)于二進(jìn)制的 1.00..001 ,小數(shù)點后面有連續(xù) 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(rèn)為已經(jīng)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(shù)計算,設(shè)置一個誤差范圍。我們知道浮點數(shù)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 + 0.2 與 0.3 得到的結(jié)果是 false 。

0.1 + 0.2 === 0.3 // false

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

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

因此, Number.EPSILON 的實質(zhì)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(shù)運算,部署了一個誤差檢查函數(shù)。

6. 安全整數(shù)和 Number.isSafeInteger()

JavaScript 能夠準(zhǔn)確表示的整數(shù)范圍在 -2^53 到 2^53 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(shù)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(shù)是否落在這個范圍之內(nèi)。

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

這個函數(shù)的實現(xiàn)很簡單,就是跟安全整數(shù)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);
}

實際使用這個函數(shù)時,需要注意。驗證運算結(jié)果是否落在安全整數(shù)的范圍內(nèi),不要只驗證運算結(jié)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
// 返回結(jié)果 9007199254740002
// 正確答案應(yīng)該是 9007199254740003

上面代碼中, 9007199254740993 不是一個安全整數(shù),但是 Number.isSafeInteger 會返回結(jié)果,顯示計算結(jié)果是安全的。這是因為,這個數(shù)超出了精度范圍,導(dǎo)致在計算機內(nèi)部,以 9007199254740992 的形式儲存。

9007199254740993 === 9007199254740992
// true

所以,如果只驗證運算結(jié)果是否為安全整數(shù),很可能得到錯誤結(jié)果。下面的函數(shù)可以同時驗證兩個運算數(shù)和運算結(jié)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

7. Math 對象的擴展

ES6 在Math 對象上新增了 17個與數(shù)學(xué)相關(guān)的方法。所有這些方法都是靜態(tài)方法,只能在 Math 對象上調(diào)用。

Math.trunc()

Math.trunc 方法用于去除一個數(shù)的小數(shù)部分,返回整數(shù)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(shù)值,Math.trunc內(nèi)部使用 Number方法將其先轉(zhuǎn)為數(shù)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(shù)的值,返回 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(huán)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.sign()

Math.sign方法用來判斷一個數(shù)到底是正數(shù)、負(fù)數(shù)、還是零。對于非數(shù)值,會先將其轉(zhuǎn)換為數(shù)值。

它會返回五種值。

  • 參數(shù)為正數(shù),返回 +1 ;
  • 參數(shù)為負(fù)數(shù),返回 -1 ;
  • 參數(shù)為 0,返回 0 ;
  • 參數(shù)為-0,返回 -0 ;
  • 其他值,返回 NaN 。

Math.sign(-5) // -1
Math.sign(5) // +1
Math.sign(0) // +0
Math.sign(-0) // -0
Math.sign(NaN) // NaN

如果參數(shù)是非數(shù)值,會自動轉(zhuǎn)為數(shù)值。對于那些無法轉(zhuǎn)為數(shù)值的值,會返回 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(huán)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(shù)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(shù)值, Math.cbrt() 方法內(nèi)部也是先使用 Number() 方法將其轉(zhuǎn)為數(shù)值。

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

對于沒有部署這個方法的環(huán)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() 方法將參數(shù)轉(zhuǎn)為 32 位無符號整數(shù)的形式,然后返回這個 32 位值里面有多少個前導(dǎo) 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(jìn)制形式全為 0,所以有 32 個前導(dǎo) 0;1 的二進(jìn)制形式是 0b1 ,只占 1 位,所以 32 位之中有 31 個前導(dǎo) 0;1000 的二進(jìn)制形式是 0b1111101000 ,一共有 10 位,所以 32 位之中有 22 個前導(dǎo) 0。

clz32 這個函數(shù)名就來自”count leading zero bits in 32-bit binary representation of a number“(計算一個數(shù)的 32 位二進(jìn)制形式的前導(dǎo) 0 的個數(shù))的縮寫。

左移運算符( << )與 Math.clz32 方法直接相關(guān)。

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(shù), Math.clz32 方法只考慮整數(shù)部分。

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

對于空值或其他類型的值, Math.clz32 方法會將它們先轉(zhuǎn)為數(shù)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方法返回兩個數(shù)以 32 位帶符號整數(shù)形式相乘的結(jié)果,返回的也是一個 32 位的帶符號整數(shù)。

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(shù)情況下, Math.imul(a, b) 與 a b 的結(jié)果是相同的,即該方法等同于 (a b)|0 的效果(超過 32 位的部分溢出)。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(shù)的乘法,低位數(shù)值往往都是不精確的, Math.imul 方法可以返回正確的低位數(shù)值。

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

上面這個乘法算式,返回結(jié)果為 0。但是由于這兩個二進(jìn)制數(shù)的最低位都是 1,所以這個結(jié)果肯定是不正確的,因為根據(jù)二進(jìn)制乘法,計算結(jié)果的二進(jìn)制最低位應(yīng)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 方法可以返回正確的值 1。

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

Math.fround()

Math.fround 方法返回一個數(shù)的32位單精度浮點數(shù)形式。

對于32位單精度格式來說,數(shù)值精度是24個二進(jìn)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(shù)(不含兩個端點),返回結(jié)果與參數(shù)本身一致。

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

如果參數(shù)的絕對值大于 224,返回的結(jié)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(shù)轉(zhuǎn)為32位單精度浮點數(shù)。如果小數(shù)的精度超過24個二進(jìn)制位,返回值就會不同于原值,否則返回值不變(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 NaN 和 Infinity ,此方法返回原值。對于其它類型的非數(shù)值, Math.fround 方法會先將其轉(zhuǎn)為數(shù)值,再返回單精度浮點數(shù)。

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(huán)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方法返回所有參數(shù)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。

如果參數(shù)不是數(shù)值, Math.hypot 方法會將其轉(zhuǎn)為數(shù)值。只要有一個參數(shù)無法轉(zhuǎn)為數(shù)值,就會返回 NaN。

對數(shù)方法

ES6 新增了 4 個對數(shù)相關(guān)方法。

(1) Math.expm1()

Math.expm1(x) 返回 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(huán)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) 方法返回 1 + x 的自然對數(shù),即 Math.log(1 + x) 。如果 x 小于-1,返回 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(huán)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) 返回以 10 為底的 x 的對數(shù)。如果 x 小于 0,則返回 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(huán)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) 返回以 2 為底的 x 的對數(shù)。如果 x 小于 0,則返回 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(huán)境,可以用下面的代碼模擬。

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

雙曲函數(shù)方法

ES6新增了 6 個雙曲函數(shù)方法。

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

8. 指數(shù)運算符

ES2016 新增了一個指數(shù)運算符( ** )。

2 ** 2 // 4
2 ** 3 // 8

這個運算符的一個特點是右結(jié)合,而不是常見的左結(jié)合。多個指數(shù)運算符連用時,是從最右邊開始計算的。

// 相當(dāng)于 2 ** (3 ** 2)
2 ** 3 ** 2
// 512

上面代碼中,首先計算的是第二個指數(shù)運算符,而不是第一個。

指數(shù)運算符可以與等號結(jié)合,形成一個新的賦值運算符( **= )。

let a = 1.5;
a **= 2;
// 等同于 a = a * a;


let b = 4;
b **= 3;
// 等同于 b = b * b * b;

9. BigInt 數(shù)據(jù)類型

簡介

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

// 超過 53 個二進(jìn)制位的數(shù)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(shù)值,無法表示
Math.pow(2, 1024) // Infinity

ES2020 引入了一種新的數(shù)據(jù)類型 BigInt(大整數(shù)),來解決這個問題。BigInt 只用來表示整數(shù),沒有位數(shù)的限制,任何位數(shù)的整數(shù)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(shù)無法保持精度
Number(a) * Number(b) // 33334444555566670000

為了與 Number 類型區(qū)別,BigInt 類型的數(shù)據(jù)必須添加后綴 n 。

1234 // 普通整數(shù)
1234n // BigInt


// BigInt 的運算
1n + 2n // 3n

BigInt 同樣可以使用各種進(jìn)制表示,都要加上后綴 n 。

0b1101n // 二進(jìn)制
0o777n // 八進(jìn)制
0xFFn // 十六進(jìn)制

BigInt 與普通整數(shù)是兩種值,它們之間并不相等。

42n === 42 // false

typeof 運算符對于 BigInt 類型的數(shù)據(jù)返回 bigint 。

typeof 123n // 'bigint'

BigInt 可以使用負(fù)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(xiàn)在支持大整數(shù)了,就可以算了,瀏覽器的開發(fā)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 對象

JavaScript 原生提供 BigInt 對象,可以用作構(gòu)造函數(shù)生成 BigInt 類型的數(shù)值。轉(zhuǎn)換規(guī)則基本與 Number() 一致,將其他類型的值轉(zhuǎn)為 BigInt。

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

BigInt() 構(gòu)造函數(shù)必須有參數(shù),而且參數(shù)必須可以正常轉(zhuǎn)為數(shù)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,尤其值得注意字符串 123n 無法解析成 Number 類型,所以會報錯。

參數(shù)如果是小數(shù),也會報錯。

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

BigInt 對象繼承了 Object 對象的兩個實例方法。

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

它還繼承了 Number 對象的一個實例方法。

  • BigInt.prototype.toLocaleString()

此外,還提供了三個靜態(tài)方法。

  • BigInt.asUintN(width, BigInt) : 給定的 BigInt 轉(zhuǎn)為 0 到 2width - 1 之間對應(yīng)的值。
  • BigInt.asIntN(width, BigInt) :給定的 BigInt 轉(zhuǎn)為 -2width - 1 到 2width - 1 - 1 之間對應(yīng)的值。
  • BigInt.parseInt(string[, radix]) :近似于 Number.parseInt() ,將一個字符串轉(zhuǎn)換成指定進(jìn)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 1n , BigInt.asIntN() 將會返回一個負(fù)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,所以可以正確返回結(jié)果。

如果 BigInt.asIntN() 和 BigInt.asUintN() 指定的位數(shù),小于數(shù)值本身的位數(shù),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(zhuǎn)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(shù)字超出了最大限度, Number.parseInt 方法返回的結(jié)果是不精確的,而 BigInt.parseInt 方法正確返回了對應(yīng)的 BigInt。

對于二進(jìn)制數(shù)組,BigInt 新增了兩個類型 BigUint64Array 和 BigInt64Array ,這兩種數(shù)據(jù)類型返回的都是64位 BigInt。 DataView 對象的實例方法 DataView.prototype.getBigInt64() 和 DataView.prototype.getBigUint64() ,返回的也是 BigInt。

轉(zhuǎn)換規(guī)則

可以使用Boolean()Number()String()這三個方法,將 BigInt 可以轉(zhuǎn)為布爾值、數(shù)值和字符串類型。

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(zhuǎn)為字符串時后綴 n 會消失。

另外,取反運算符( ! )也可以將 BigInt 轉(zhuǎn)為布爾值。

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

數(shù)學(xué)運算

數(shù)學(xué)運算方面,BigInt 類型的 + 、 - 、 * 和 ** 這四個二元運算符,與 Number 類型的行為一致。除法運算 / 會舍去小數(shù)部分,返回一個整數(shù)。

9n / 5n
// 1n

幾乎所有的數(shù)值運算符都可以用在 BigInt,但是有兩個例外。

  • 不帶符號的右移位運算符 >>>
  • 一元的求正運算符 +

上面兩個運算符用在 BigInt 會報錯。前者是因為 >>> 運算符是不帶符號的,但是 BigInt 總是帶有符號的,導(dǎo)致該運算無意義,完全等同于右移運算符 >> 。后者是因為一元運算符 + 在 asm.js 里面總是返回 Number 類型,為了不破壞 asm.js 就規(guī)定 +1n 會報錯。

BigInt 不能與普通數(shù)值進(jìn)行混合運算。

1n + 1.3 // 報錯

上面代碼報錯是因為無論返回的是 BigInt 或 Number,都會導(dǎo)致丟失精度信息。比如 (2n**53n + 1n) + 0.5 這個表達(dá)式,如果返回 BigInt 類型, 0.5 這個小數(shù)部分會丟失;如果返回 Number 類型,有效精度只能保持 53 位,導(dǎo)致精度下降。

同樣的原因,如果一個標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的參數(shù)預(yù)期是 Number 類型,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 的參數(shù)預(yù)期是 Number 類型,如果是 BigInt 就會報錯,必須先用 Number 方法轉(zhuǎn)一下類型,才能進(jìn)行計算。

asm.js 里面, |0 跟在一個數(shù)值的后面會返回一個32位整數(shù)。根據(jù)不能與 Number 類型混合運算的規(guī)則,BigInt 如果與 |0 進(jìn)行運算會報錯。

1n | 0 // 報錯

其他運算

BigInt 對應(yīng)的布爾值,與 Number 類型一致,即 0n 會轉(zhuǎn)為 false ,其他值轉(zhuǎn)為 true 。

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

上面代碼中, 0n 對應(yīng) false ,所以會進(jìn)入 else 子句。

比較運算符(比如 > )和相等運算符( == )允許 BigInt 與其他類型的值混合計算,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 與字符串混合運算時,會先轉(zhuǎn)為字符串,再進(jìn)行運算。

'' + 123n // "123"
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