数字类型

在现代 JavaScript 中,数字(number)有两种类型:

  1. JavaScript 中的常规数字以 64 位的格式 IEEE-754 存储,也被称为“双精度浮点数”。这是我们大多数时候所使用的数字,我们将在本章中学习它们。

  2. BigInt 用于表示任意长度的整数。有时会需要它们,因为正如我们在前面的章节 数据类型 中提到的,常规整数不能安全地超过 (253-1) 或小于 -(253-1)。由于仅在少数特殊领域才会用到 BigInt,因此我们在特殊的章节 BigInt 中对其进行了介绍。

所以,在这里我们将讨论常规数字类型。现在让我们开始学习吧。

编写数字的更多方法

假如我们需要表示 10 亿。显然,我们可以这样写:

let billion = 1000000000;

我们也可以使用下划线 _ 作为分隔符:

let billion = 1_000_000_000;

这里的下划线 _ 扮演了“语法糖”的角色,使得数字具有更强的可读性。JavaScript 引擎会直接忽略数字之间的 _,所以 上面两个例子其实是一样的。

但在现实生活中,我们通常会尽量避免写带一长串零的数。因为我们比较懒……我们会尝试将 10 亿写成 "1bn",或将 73 亿写成 "7.3bn"。对于大多数大的数字来说都是如此。

在 JavaScript 中,我们可以通过在数字后面附加字母 "e" 并指定零的个数来缩短数字:

let billion = 1e9;  // 10 亿,字面意思:数字 1 后面跟 9 个 0

alert( 7.3e9 );  // 73 亿(与 7300000000 和 7_300_000_000 相同)

换句话说,e 把数字乘以 1 后面跟着给定数量的 0 的数字。

1e3 === 1 * 1000; // e3 表示 *1000
1.23e6 === 1.23 * 1000000; // e6 表示 *1000000

现在让我们写一些非常小的数字。例如,1 微秒(百万分之一秒):

let mcs = 0.000001;

就像以前一样,可以使用 "e" 来完成。如果我们想避免显式地写零,我们可以这样写:

let mcs = 1e-6; // 1 的左边有 6 个 0

如果我们数一下 0.000001 中的 0 的个数,是 6 个。所以自然是 1e-6

换句话说,e 后面的负数表示除以 1 后面跟着给定数量的 0 的数字:

// -3 除以 1 后面跟着 3 个 0 的数字
1e-3 === 1 / 1000; // 0.001

// -6 除以 1 后面跟着 6 个 0 的数字
1.23e-6 === 1.23 / 1000000; // 0.00000123

// 一个更大一点的数字的示例
1234e-2 === 1234 / 100; // 12.34,小数点移动两次

十六进制,二进制和八进制数字

十六进制 数字在 JavaScript 中被广泛用于表示颜色,编码字符以及其他许多东西。所以自然地,有一种较短的写方法:0x,然后是数字。

例如:

alert( 0xff ); // 255
alert( 0xFF ); // 255(一样,大小写没影响)

二进制和八进制数字系统很少使用,但也支持使用 0b0o 前缀:

let a = 0b11111111; // 二进制形式的 255
let b = 0o377; // 八进制形式的 255

alert( a == b ); // true,两边是相同的数字,都是 255

只有这三种进制支持这种写法。对于其他进制,我们应该使用函数 parseInt(我们将在本章后面看到)。

toString(base)

方法 num.toString(base) 返回在给定 base 进制数字系统中 num 的字符串表示形式。

举个例子:

let num = 255;

alert( num.toString(16) );  // ff
alert( num.toString(2) );   // 11111111

base 的范围可以从 236。默认情况下是 10

常见的用例如下:

  • base=16 用于十六进制颜色,字符编码等,数字可以是 0..9A..F

  • base=2 主要用于调试按位操作,数字可以是 01

  • base=36 是最大进制,数字可以是 0..9A..Z。所有拉丁字母都被用于了表示数字。对于 36 进制来说,一个有趣且有用的例子是,当我们需要将一个较长的数字标识符转换成较短的时候,例如做一个短的 URL。可以简单地使用基数为 36 的数字系统表示:

    alert( 123456..toString(36) ); // 2n9c
使用两个点来调用一个方法

请注意 123456..toString(36) 中的两个点不是打错了。如果我们想直接在一个数字上调用一个方法,比如上面例子中的 toString,那么我们需要在它后面放置两个点 ..

如果我们放置一个点:123456.toString(36),那么就会出现一个 error,因为 JavaScript 语法隐含了第一个点之后的部分为小数部分。如果我们再放一个点,那么 JavaScript 就知道小数部分为空,现在使用该方法。

也可以写成 (123456).toString(36)

舍入

舍入(rounding)是使用数字时最常用的操作之一。

这里有几个对数字进行舍入的内建函数:

Math.floor
向下舍入:3.1 变成 3-1.1 变成 -2
Math.ceil
向上舍入:3.1 变成 4-1.1 变成 -1
Math.round
向最近的整数舍入:3.1 变成 33.6 变成 4,中间值 3.5 变成 4
Math.trunc(IE 浏览器不支持这个方法)
移除小数点后的所有内容而没有舍入:3.1 变成 3-1.1 变成 -1

这个是总结它们之间差异的表格:

Math.floor Math.ceil Math.round Math.trunc
3.1 3 4 3 3
3.6 3 4 4 3
-1.1 -2 -1 -1 -1
-1.6 -2 -1 -2 -1

这些函数涵盖了处理数字小数部分的所有可能方法。但是,如果我们想将数字舍入到小数点后 n 位,该怎么办?

例如,我们有 1.2345,并且想把它舍入到小数点后两位,仅得到 1.23

有两种方式可以实现这个需求:

  1. 乘除法

    例如,要将数字舍入到小数点后两位,我们可以将数字乘以 100,调用舍入函数,然后再将其除回。

    let num = 1.23456;
    
    alert( Math.round(num * 100) / 100 ); // 1.23456 -> 123.456 -> 123 -> 1.23
  2. 函数 toFixed(n) 将数字舍入到小数点后 n 位,并以字符串形式返回结果。

    let num = 12.34;
    alert( num.toFixed(1) ); // "12.3"

    这会向上或向下舍入到最接近的值,类似于 Math.round

    let num = 12.36;
    alert( num.toFixed(1) ); // "12.4"

    请注意 toFixed 的结果是一个字符串。如果小数部分比所需要的短,则在结尾添加零:

    let num = 12.34;
    alert( num.toFixed(5) ); // "12.34000",在结尾添加了 0,以达到小数点后五位

    我们可以使用一元加号或 Number() 调用,将其转换为数字,例如 + num.toFixed(5)

不精确的计算

在内部,数字是以 64 位格式 IEEE-754 表示的,所以正好有 64 位可以存储一个数字:其中 52 位被用于存储这些数字,其中 11 位用于存储小数点的位置,而 1 位用于符号。

如果一个数字真的很大,则可能会溢出 64 位存储,变成一个特殊的数值 Infinity

alert( 1e500 ); // Infinity

这可能不那么明显,但经常会发生的是,精度的损失。

考虑下这个(falsy!)相等性测试:

alert( 0.1 + 0.2 == 0.3 ); // false