JS bigint 数据类型的学习

2024-01-23 19:45:34

BigInt 可能会成为自 ES2015 引入 Symbol 之后，增加的第一个新的内置类型。并且 BigInt 类型在 TypeScript3.2 版本被内置。。。本篇将简单记录下BigInt

js的第七种基本数据类型BigInt

js 采用双精度浮点数，这也导致了精度有限的问题。在 js 中，Number 基本类型可以精确表示的最大整数是 2^53。因此早期会有这如下的“bug”：

let max = Number.MAX_SAFE_INTEGER;    // 最大安全整数

let max1 = max + 1
let max2 = max + 2

max1 === max2 //true

为了解决这个限制，BigInt出现在了ECMAScript标准中。

let max = BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER);

let max1 = max + 1n
let max2 = max + 2n

max1 === max2 // false

介绍

BigInt 可以表示任意大的整数。

创建

语法：

BigInt(value);

其中参数：

　　value: 创建对象的数值。可以是字符串或者整数。

注意， BigInt() 不是构造函数，因此不能使用 new 操作符。

除了通过BigInt构造函数，我们还可以通过在一个整数字面量后面加 n 的方式定义一个 BigInt ，如：10n。

例：

let valA = 10n;
let valB = BigInt(10);

console.log(valA === valB);     // true

类型判断

我们可以通过typeof操作符来判断是否为BigInt类型（返回字符串"bigint"），如

typeof 1n === 'bigint'; // true
typeof BigInt('1') === 'bigint'; // true

同样的，我们也可以用最通用的Object.prototype.toString方法（返回字符串"[object BigInt]"）

Object.prototype.toString.call(10n) === '[object BigInt]';    // true

运算

以下操作符可以和 BigInt 一起使用： +、*、-、**、% 。除 >>> （无符号右移）之外的位操作也可以支持。（因为 BigInt 都是有符号的 >>> （无符号右移）不能用于 BigInt）。

为了兼容 asm.js ，.BigInt 不支持单目 (+) 运算符。

const previousMaxSafe = BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER);
// 9007199254740991n

const maxPlusOne = previousMaxSafe + 1n;
// 9007199254740992n
 
const theFuture = previousMaxSafe + 2n;
// 9007199254740993n, this works now!

const multi = previousMaxSafe * 2n;
// 18014398509481982n

const subtr = multi – 10n;
// 18014398509481972n

const mod = multi % 10n;
// 2n

const bigN = 2n ** 54n;
// 18014398509481984n

bigN * -1n
// –18014398509481984n

当使用 BigInt 时，带小数的运算会被取整。

const expected = 4n / 2n;
// 2n

const rounded = 5n / 2n;
// 2n, not 2.5n

方法

BigInt.asIntN()

将 BigInt 值转换为一个 -2^width - 1 与 2^(width-1) - 1 之间的有符号整数。

语法：

BigInt.asIntN(width, bigint);

如：

const max = 2n ** 64n - 1n;

BigInt.asUintN(64, max);
// 18446744073709551615n

BigInt.asUintN(64, max + 1n);
// 0n
// zero because of overflow

BigInt.asUintN()

将一个 BigInt 值转换为 0 与 2^width-1 之间的无符号整数。

语法：

BigInt.asUintN(width, bigint);

const max = 2n ** 64n - 1n;

BigInt.asUintN(64, max);
// 18446744073709551615n

BigInt.asUintN(64, max + 1n);
// 0n
// zero because of overflow

BigInt和Number

BigInt 和 Number 不是严格相等的，但是宽松相等的。

10n === 10
// false

10n == 10
// true

Number 和 BigInt 可以进行比较。

1n < 2;        // true

2n > 1;        // true

2 > 2;        // false

2n > 2;        // false

2n >= 2;    // true

两者也可以混在一个数组内并排序。

const mixed = [4n, 6, -12n, 10, 4, 0, 0n];    // [4n, 6, -12n, 10, 4, 0, 0n]

mixed.sort();    // [-12n, 0, 0n, 10, 4n, 4, 6]

BigInt 在需要转换成 Boolean 的时表现跟 Number 类似：如通过 Boolean 函数转换；用于 Logical Operators ||, &&, 和 ! 的操作数；或者用于在像 if statement 这样的条件语句中。

它在某些方面类似于 Number ，但是也有几个关键的不同点：不能用与 Math 对象中的方法；不能和任何 Number 实例混合运算，两者必须转换成同一种类型。在两种类型来回转换时要小心，因为 BigInt 变量在转换成 Number 变量时可能会丢失精度。

不允许隐式类型转换

因为隐式类型转换可能丢失信息，所以不允许在bigint和 Number 之间进行混合操作。当混合使用大整数和浮点数时，结果值可能无法由BigInt或Number精确表示。

如：

10n + 1;    // Uncaught TypeError: Cannot mix BigInt and other types, use explicit conversions
Math.max(2n, 4n, 6n);    // TypeError...

BigInt和String

难免会遇到数字和字符串的转换，BigInt也不例外，不过可惜的是BigInt转为String时，其标志性的n会被省略，如

String(10n);    // '10'
'' + 11n;    // '11'

因此也导致以下情况：

// array
let arr = [1, 2, 3, 4, 5];

arr[2] === arr[2n];    // true

// object
let obj = {
    '1': '1',
    '2': '2',
    '3': '3',
    '4': '4'
};

obj['1'] === obj[1n];        // true

零值

BigInt 没有 Number 的正零(+0)和负零(-0)之分。因为 BigInt 表示的是整数

无穷和NaN判断

很有趣的现象

isFinite(10n);    // Uncaught TypeError: Cannot convert a BigInt value to a number
Number.isFinite(10n);    // false

isNaN(10n);    // Uncaught TypeError: Cannot convert a BigInt value to a number
Number.isNaN(10n);    // false

由此我们可以看出isFinite()和Number.isFinite()、isNaN()和Number.isNaN()的区别：isFinite(val)/isNaN(val)的工作机制都是讲参数值val转为数值后再进行比较判断，而Number.isFinite(val)/Number.isNaN(val)则可以理解为直接简单粗暴的变量全等判断（val === Infinity/val === NaN）

兼容

如图，兼容情况并不是很好。并且转换BigInt是一个极其复杂的过程，这会导致严重的运行时性能损失。直接polyfill BigInt也是不可能的，因为该提议改变了几个现有操作符的行为。目前，更好的选择是使用JSBI库，它是BigInt提案的纯JS实现，访问地址>>。

使用如下：

import JSBI from './jsbi.mjs';

const max = JSBI.BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER);
console.log(String(max));
// → '9007199254740991'
const other = JSBI.BigInt('2');
const result = JSBI.add(max, other);
console.log(String(result));
// → '9007199254740993'

TypeScript

BigInt 类型在 TypeScript3.2 版本被内置，

在TypeScript中，BigInt 和 Number 都是有表示数字的意思，但是实际上两者类型是不同的:

declare let valA: number;
declare let valB: bigint;

valA = valB; // error: Type 'bigint' is not assignable to type 'number'.
valB = valA; // error: Type 'number' is not assignable to type 'bigint'.

除了类型定义，TypeScript 中 BigInt 其他使用方法同 ES。

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