内置对象 - Number 对象 - 数值的范围与精度问题

前端 - Javascript 《内置对象 - Number 对象 - 数值的范围与精度问题》

在 JavaScript 中，Number 对象是一个非常重要的内置对象，它用于表示数字。不过，JavaScript 的 Number 类型存在一些数值范围和精度方面的特性与问题，了解这些对于编写准确可靠的代码至关重要。

数值范围

JavaScript 中的 Number 类型采用 IEEE 754 双精度 64 位浮点数表示。这意味着它能表示的数值范围是有限的。

最大安全整数和最小安全整数

安全整数是指可以精确表示并进行准确比较的整数。JavaScript 中最大安全整数由 Number.MAX_SAFE_INTEGER 表示，其值为 9007199254740991；最小安全整数由 Number.MIN_SAFE_INTEGER 表示，值为 -9007199254740991。

console.log(Number.MAX_SAFE_INTEGER); // 9007199254740991
console.log(Number.MIN_SAFE_INTEGER); // -9007199254740991

当我们处理的整数超出这个范围时，就可能会出现精度丢失的问题。

const num = Number.MAX_SAFE_INTEGER + 1;
const num2 = Number.MAX_SAFE_INTEGER + 2;
console.log(num === num2); // true，这显然不符合数学逻辑，是精度丢失导致的

最大数值和最小数值

除了安全整数范围，JavaScript 还有最大可表示数值和最小可表示数值。最大可表示数值由 Number.MAX_VALUE 表示，约为 1.7976931348623157e+308；最小可表示数值由 Number.MIN_VALUE 表示，约为 5e-324。

console.log(Number.MAX_VALUE); // 1.7976931348623157e+308
console.log(Number.MIN_VALUE); // 5e-324

当数值超过 Number.MAX_VALUE 时，会得到 Infinity；当数值小于 Number.MIN_VALUE 时，会得到 0。

const bigNum = Number.MAX_VALUE * 2;
console.log(bigNum); // Infinity
const smallNum = Number.MIN_VALUE / 2;
console.log(smallNum); // 0

精度问题

由于 JavaScript 使用浮点数表示所有数字，在进行小数运算时会出现精度问题。

console.log(0.1 + 0.2); // 0.30000000000000004

这是因为 0.1 和 0.2 在二进制表示中是无限循环小数，而浮点数只能存储有限的位数，所以在计算时会出现舍入误差。

解决精度问题的方法

为了解决小数运算的精度问题，我们可以使用一些技巧。例如，将小数转换为整数进行计算，然后再转换回小数。

function add(num1, num2) {
    const baseNum = Math.pow(10, Math.max(
        num1.toString().split('.')[1]?.length || 0,
        num2.toString().split('.')[1]?.length || 0
    ));
    return (num1 * baseNum + num2 * baseNum) / baseNum;
}
console.log(add(0.1, 0.2)); // 0.3

总结

在编写 JavaScript 代码时，我们要时刻注意数值的范围和精度问题，避免因为这些问题导致程序出现意外的结果。掌握这些知识，能让我们的代码更加健壮和可靠。