JavaScript 第八章(数值类型,如何避免精度丢失)

在JavaScript这门语言中,数值类型是基础中的基础,它是构建逻辑、进行计算和处理数据不可或缺的一部分。ECMAScript标准定义了多种数据类型,其中数值类型是七种基本数据类型之一。

算数运算符

算术运算符包括加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、取模(%,也就是求余数)、自增(++)、自减(--)以及ES6引入的指数运算符(**,表示乘方)。

精度丢失

JavaScript的数值类型被称为Number,它可以表示整数也可以表示浮点数。这个类型的设计非常灵活,可以用来表示非常大或非常小的数,甚至包括特殊的数值如Infinity(无穷大)、-Infinity(负无穷大)和NaN(不是一个数字)。在JavaScript中,所有的数值都是双精度64位格式IEEE 754值(即所谓的“浮点数”),这意味着它们有一个数学上的精确度限制,超过这个范围的数值计算可能会失去精度。这些问题通常发生在进行加减乘除运算时,尤其是涉及到浮点数时。以下是一些典型的精度丢失案例:

  1. 加法精度丢失:

    0.1 + 0.2 // 预期结果是0.3,实际结果是0.30000000000000004
    
  2. 减法精度丢失:

    0.3 - 0.1 // 预期结果是0.2,实际结果是0.19999999999999998
    
  3. 乘法精度丢失:

    0.2 * 0.1 // 预期结果是0.02,实际结果是0.020000000000000004
    
  4. 除法精度丢失:

    0.3 / 0.1 // 预期结果是3,实际结果是2.9999999999999996
    
  5. 保留小数位四舍五入误差:

    (0.615).toFixed(2) // 预期结果是"0.62",实际结果是"0.61"
    

这些精度丢失的问题主要是因为在JavaScript中,数值是以IEEE 754标准的双精度64位浮点数格式存储的。在这种格式下,一些十进制小数无法精确表示为二进制浮点数,导致在转换和计算过程中出现了误差。

为了解决这些精度问题,我们可以采取一些措施,比如使用第三方库(如
pixiu-number-toolkit、decimal.js 等)来处理高精度的数值运算,或者将浮点数转换为整数进行运算后再转换回浮点数。

理解和处理这些精度丢失的案例对于编写高质量的JavaScript代码非常重要,尤其是在金融、科学计算等领域,精度丢失可能会导致严重的错误。因此,作为开发者,我们需要对这些问题有所警觉,并采取相应的措施来确保我们的计算结果尽可能地准确。

提高可读性

为了提高代码的可读性和维护性,我们可以采用一些小技巧来帮助我们更好地管理和表示这些数值。

使用下划线(_)作为数值分隔符

这个特性是在较新的ECMAScript标准中引入的,允许开发者在数字字面量中使用下划线来分隔数字,从而增强了数字的可读性。这对于表示大数字,如财务数据或者其他需要精确大数值的场景特别有用。

例如,假设我们有一个一百万的数值,通常我们可能会这样写:

let million = 1000000;

但是这样的表示方式并不直观,一眼看去很难分辨出这个数值的量级。使用下划线作为分隔符,我们可以这样写:

let million = 1_000_000;

这样的表示方式让数字的量级一目了然,大大提高了代码的可读性。同样的,我们也可以用下划线来分隔小数点后的数字,或者是二进制、八进制、十六进制数中的数字,以增强它们的可读性。

在JavaScript引擎处理这些数字时,下划线会被忽略,不会影响数值的计算和比较。

简写小数点

在我们可以省略小数点前的0来简写小数。例如,0.1可以简写为.1。这不仅使代码更简洁,而且不会影响数值的精度。

let a = .1; // 等同于0.1
let b = .5; // 等同于0.5

使用E记法

E记法(科学记数法)允许我们用更简洁的方式表示非常大或非常小的数。在这种记法中,e后面跟着的数字表示10的幂次。

let c = 1e6; // 表示1乘以10的6次方,即1000000
let d = 2e-3; // 表示2乘以10的-3次方,即0.002

E记法不仅可以用来简化数值的表示,还可以用来进行快速的数值计算,尤其是在处理极大或极小数值的乘除运算时。

let e = 5e7 * 2e2; // 结果是1000000000
let f = 4.5e-3 / 9e-2; // 结果是0.05

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