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超出JavaScript安全整数限制的数字计算BigInt详解
网络编程 2024/11/15 佚名
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JavaScript中的基本数据类Number是双精度浮点数，它可以表示的最大安全范围是正负9007199254740991，也就是2的53次方减一，在浏览器控制台分别输入Number.MAX_SAFE_INTEGER和Number.MIN_SAFE_INTEGER可查看对应的最大/小值

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为千位数。数字文字分隔符提案对普通的JavaScript数字文字使用正确。

将这个最大值加一，可以得到预期的结果：

max + 1;
// → 9_007_199_254_740_992 "htmlcode">



max + 2;
// → 9_007_199_254_740_992 "htmlcode">



BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER) + 2n;
// → 9_007_199_254_740_993n "htmlcode">



1234567890123456789 * 123;
// → 151851850485185200000 "htmlcode">



1234567890123456789n * 123n;
// → 151851850485185185047n "htmlcode">



typeof 123;
// → 'number'
typeof 123n;
// → 'bigint'





因为BigInts是一个单独的类型，所以a BigInt永远不会等于a Number，例如 42n !== 42。要比较a BigInt和a Number，在比较之前将其中一个转换为另一个的类型或使用abstract equal（==）：





42n === BigInt(42);
// → true
42n == 42;
// → true





当强制转换为布尔型（使用if，&&，||，或Boolean(int)），BigInt按照和Number相同的逻辑转换。





if (0n) {
 console.log('if');
} else {
 console.log('else');
}
// → logs 'else', because `0n` is falsy.





运算符


BigInt支持最常见的运算符，二元运算符+、-、*、**、/、%都正常工作，按位操作|，&， <<，和Number是一样的





(7 + 6 - 5) * 4 ** 3 / 2 % 3;
// → 1
(7n + 6n - 5n) * 4n ** 3n / 2n % 3n;
// → 1n





一元运算符-可以用来表示一个负值BigInt，例如-42n。一元+是不支持的，因为它会破坏asm.js代码，在asm.js中+x总是抛出异常。


另外一个问题是，不允许在BigInt和Number 之间混合运算。看看这个例子：





BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER) + 2.5;
// → "htmlcode">



1 + 1n;
// → TypeError
123 < 124n;
// → true





API


全局BigInt构造函数与构造函数Number类似：将其参数转换为BigInt（如前所述）。如果转换失败，它抛出一个SyntaxError或 RangeError异常。





BigInt(123);
// → 123n
BigInt(1.5);
// → RangeError
BigInt('1.5');
// → SyntaxError





两个库函数启用将BigInt值封装为有符号或无符号整数，限于特定的位数。BigInt.asIntN(width, value)将一个BigInt值包装为一个 width-digit二进制有符号整数，并将BigInt.asUintN(width, value)一个BigInt值包装为一个width-digit二进制无符号整数。例如，如果您正在执行64位算术，则可以使用这些API来保持适当的范围：





// Highest possible BigInt value that can be represented as a
// signed 64-bit integer.
const max = 2n ** (64n - 1n) - 1n;
BigInt.asIntN(64, max);
→ 9223372036854775807n
BigInt.asIntN(64, max + 1n);
// → -9223372036854775808n
//  ^ negative because of overflow





请注意，只要我们传递BigInt超过64位整数范围的值（例如，绝对数值为63位+符号为1位），就会发生溢出。


BigInt可以准确地表示64位有符号和无符号整数，这些常用于其他编程语言。两种新类型的数组风格，BigInt64Array并且 BigUint64Array更容易有效地表示和操作这些值的列表：





const view = new BigInt64Array(4);
// → [0n, 0n, 0n, 0n]
view.length;
// → 4
view[0];
// → 0n
view[0] = 42n;
view[0];
// → 42n





BigInt64Array确保其值是64位有符号的。





// Highest possible BigInt value that can be represented as a
// signed 64-bit integer.
const max = 2n ** (64n - 1n) - 1n;
view[0] = max;
view[0];
// → 9_223_372_036_854_775_807n
view[0] = max + 1n;
view[0];
// → -9_223_372_036_854_775_808n
//  ^ negative because of overflow





BigUint64Array确保这些值是64位无符号的。


                                

                                

                                     

                                
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