BigInt:JavaScript 中的任意精度整数
原文:https://developers.google.com/web/updates/2018/05/bigint
BigInts
是 JavaScript 中的一个新的数字基本(primitive)类型,可以用任意精度表示整数。使用 BigInt
可以安全地存储和操作大整数,即使这个数已经超出了 Number
能够表示的安全整数范围。本文将介绍一些用例,并通过比较 JavaScript 中的 BigInts
和 Number
来解释 Chrome 67 中的新功能。
用例
JavaScript 中有关于任意精度整数的大量用例。
BigInt
可以正确执行整数运算而不会溢出。这本身就有无数新的可能性。例如,大数据的数学运算通常用于金融领域。
在 JavaScript 中,大整数 ID 和 高精度时间戳 不能安全的表示为 Number
。这经常会引发真实世界的错误,这导致 JavaScript 开发者将其表示为字符串。 有了 BigInt
这些数据就可以表示为数值了。
BigInt
可以成为实现 BigDecimal
的基础。这将有助于用小数精确地表示货币金额,并准确地对它们进行操作 (a.k.a. the 0.10+0.20!==0.30
problem).
以前,带有这些用例的 JavaScript 应用程序不得不借助于类似 BigInt
功能的第三方库。随着 BigInt
被广泛支持,这样的应用程序可以放弃这些运行时依赖库,而转向使用原生 BigInt
。这有助于减少加载时间,解析时间和编译时间,并提供重要的运行时性能改进。
Chrome 中原生的 BigInt
实现比流行的第三方库更好。
为 BigInt
提供 “Polyfilling” 需要实现一个类似功能的运行时库,以及一个将新语法转变为对库 API 调用的转换步骤。Babel 目前可以通过插件支持 BigInt
解析字面值,但不会对它们进行解析。因此,我们不希望 BigInt
被用于需要广泛的跨浏览器兼容性的生产站点。现在还处于早期阶段,但现在该功能已经开始在浏览器中发布,您可以开始尝试使用 BigInt
。 BigInt
很快就会有更广泛的支持。
Number
的现状
Number
在 JavaScript 中被表示为双精度浮点数。这意味着它们的精度有限。 Number.MAX_SAFE_INTEGER
常数给出了可以安全递增的最大可能整数。它的值是 2**53-1
。
const max = Number.MAX_SAFE_INTEGER;
// → 9_007_199_254_740_991
注意: 为了便于阅读,我使用下划线作为分隔符将这些数字分组。numeric literal separators proposal 提案。
增加 1 可以得到预期的结果:
max + 1;
// → 9_007_199_254_740_992 ✅
但是,如果我们再次增加它,结果将不能准确的表示:
max + 2;
// → 9_007_199_254_740_992 ❌
请注意 max+1
产生的结果与 max+2
相同。每当我们在 JavaScript 中获得这个特定的值时,都无法判断它是否准确。对安全整数范围以外的整数(即从 Number.MIN_SAFE_INTEGER
到 Number.MAX_SAFE_INTEGER
)的任何计算都可能会丢失精度。出于这个原因,我们只能依靠安全范围内的数字整数值。
BigInt:新希望
BigInt
是 JavaScript 中的一个新的数字类型,可以用任意精度表示整数。使用 BigInt
,即使超出 Number
的安全整数范围限制,也可以安全地存储和操作大整数。
要创建一个 BigInt
,将 n
作为后缀添加到任何整数文字字面量。例如, 123
变成 123n
。全局 BigInt(number)
函数可以用来将 Number
转换成 BigInt
。换句话说, BigInt(123)===123n
。让我们用这两种技术来解决我们之前遇到的问题:
BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER) + 2n;
// → 9_007_199_254_740_993n ✅
这是另一个例子,我们将两个 Number
相乘:
1234567890123456789 * 123;
// → 151851850485185200000 ❌
我们查看最后一位数, 9
和 3
,我们知道乘法的结果末尾应该是 7
(因为 9*3===27
)。然而,结果是一堆零。这肯定是错误的!让我们用 BigInts
代替:
1234567890123456789n * 123n;
// → 151851850485185185047n ✅
这次我们得到了正确的结果。
Number
的安全整数限制不适用于 BigInt
。因此,我们可以使用 BigInt
来执行正确的整数运算而不必担心失去精度。
新的 primitive
BigInt
是 JavaScript 语言中的一个新的原始类型。因此,可以使用 typeof
运算符来检测类型:
typeof 123;
// → 'number'
typeof 123n;
// → 'bigint'
因为 BigInt
是一个单独的类型,所以 BigInt
永远不会等于 Number
,例如 42n!==42
。要比较 BigInt
和 Number
,在比较之前将其中一个转换为另一个的类型或使用两个等号等号( ==
):
42n === BigInt(42);
// → true
42n == 42;
// → true
当强制转换为布尔型时(使用 if
, &&
, ||
,或 Boolean(int)``),BigInt
按照和 Number
相同的逻辑。
if (0n) {
console.log('if');
} else {
console.log('else');
}
// → logs 'else', because `0n` is falsy.
运算
BigInt
支持常见的运算符。二元运算 +
, -
, *
, 和 **
都可以正常使用。 /
和 %
可以使用,并根据需要向零舍入。按位操作 |
, &
, <<
, >>
, 和 ^
执行按位运算,并把负数以二进制补码表示,和 Number
规则一样。
(7 + 6 - 5) * 4 ** 3 / 2 % 3;
// → 1
(7n + 6n - 5n) * 4n ** 3n / 2n % 3n;
// → 1n
一元 -
可以用来表示一个负值 BigInt
,例如 -42n
。 BigInt
不支持一元 +
,因为它会破坏 asm.js 代码,在 asm.js 中 +x
的结果是 Number
或异常。
一个问题是,不允许在 BigInt
和 Number
之间混合运算。这是一件好事,因为任何隐含的强制类型转换都会失去信息。考虑这个例子:
BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER) + 2.5;
// → ??