摘要：意外四舍五入會(huì)損害程序的可靠性和安全性。下面是一些例子構(gòu)造函數(shù)與其他基本類型一樣，可以使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建?？偨Y(jié)是一種新的數(shù)據(jù)類型，用于當(dāng)整數(shù)值大于數(shù)據(jù)類型支持的范圍時(shí)。

為了保證的可讀性，本文采用意譯而非直譯。

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BigInt數(shù)據(jù)類型的目的是比Number數(shù)據(jù)類型支持的范圍更大的整數(shù)值。在對(duì)大整數(shù)執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，以任意精度表示整數(shù)的能力尤為重要。使用BigInt，整數(shù)溢出將不再是問(wèn)題。

此外，可以安全地使用更加準(zhǔn)確時(shí)間戳，大整數(shù)ID等，而無(wú)需使用變通方法。 BigInt目前是第3階段提案， 一旦添加到規(guī)范中，它就是JS 第二個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)類型，也將是 JS 第8種基本數(shù)據(jù)類型：

Boolean

Null

Undefined

Number

BigInt

String

Symbol

Object

在本文中，咱們將詳細(xì)介紹BigInt，看看它如何解決使用Number類型的限制。

對(duì)于學(xué)過(guò)其他語(yǔ)言的程序員來(lái)說(shuō)，JS中缺少顯式整數(shù)類型常常令人困惑。許多編程語(yǔ)言支持多種數(shù)字類型，如浮點(diǎn)型、雙精度型、整數(shù)型和雙精度型，但JS卻不是這樣。在JS中，按照IEEE 754-2008標(biāo)準(zhǔn)的定義，所有數(shù)字都以雙精度64位浮點(diǎn)格式表示。

在此標(biāo)準(zhǔn)下，無(wú)法精確表示的非常大的整數(shù)將自動(dòng)四舍五入。確切地說(shuō)，JS 中的Number類型只能安全地表示-9007199254740991 (-(2^53-1)) 和9007199254740991(2^53-1)之間的整數(shù)，任何超出此范圍的整數(shù)值都可能失去精度。

console.log(9999999999999999);    // → 10000000000000000

該整數(shù)大于JS Number 類型所能表示的最大整數(shù)，因此，它被四舍五入的。意外四舍五入會(huì)損害程序的可靠性和安全性。這是另一個(gè)例子：

// 注意最后一位的數(shù)字
9007199254740992 === 9007199254740993;    // → true

JS 提供Number.MAX_SAFE_INTEGER常量來(lái)表示 最大安全整數(shù)，Number.MIN_SAFE_INTEGER常量表示最小安全整數(shù)：

const minInt = Number.MIN_SAFE_INTEGER;

console.log(minInt);         // → -9007199254740991

console.log(minInt - 5);     // → -9007199254740996

// notice how this outputs the same value as above
console.log(minInt - 4);     // → -9007199254740996

為了解決這些限制，一些JS開發(fā)人員使用字符串類型表示大整數(shù)。 例如，Twitter API 在使用 JSON 進(jìn)行響應(yīng)時(shí)會(huì)向?qū)ο筇砑幼址姹镜?ID。 此外，還開發(fā)了許多庫(kù)，例如 bignumber.js，以便更容易地處理大整數(shù)。

使用BigInt，應(yīng)用程序不再需要變通方法或庫(kù)來(lái)安全地表示Number.MAX_SAFE_INTEGER和Number.Min_SAFE_INTEGER之外的整數(shù)。 現(xiàn)在可以在標(biāo)準(zhǔn)JS中執(zhí)行對(duì)大整數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，而不會(huì)有精度損失的風(fēng)險(xiǎn)。

要?jiǎng)?chuàng)建BigInt，只需在整數(shù)的末尾追加n即可。比較:

console.log(9007199254740995n);    // → 9007199254740995n
console.log(9007199254740995);     // → 9007199254740996

或者，可以調(diào)用BigInt()構(gòu)造函數(shù)

BigInt("9007199254740995");    // → 9007199254740995n

BigInt文字也可以用二進(jìn)制、八進(jìn)制或十六進(jìn)制表示

// binary
console.log(0b100000000000000000000000000000000000000000000000000011n);
// → 9007199254740995n

// hex
console.log(0x20000000000003n);
// → 9007199254740995n

// octal
console.log(0o400000000000000003n);
// → 9007199254740995n

// note that legacy octal syntax is not supported
console.log(0400000000000000003n);
// → SyntaxError

請(qǐng)記住，不能使用嚴(yán)格相等運(yùn)算符將BigInt與常規(guī)數(shù)字進(jìn)行比較，因?yàn)樗鼈兊念愋筒煌?/p>

console.log(10n === 10);    // → false

console.log(typeof 10n);    // → bigint
console.log(typeof 10);     // → number

相反，可以使用等號(hào)運(yùn)算符，它在處理操作數(shù)之前執(zhí)行隱式類型轉(zhuǎn)換

console.log(10n == 10);    // → true

除一元加號(hào)(+)運(yùn)算符外，所有算術(shù)運(yùn)算符都可用于BigInt

10n + 20n;    // → 30n
10n - 20n;    // → -10n
+10n;         // → TypeError: Cannot convert a BigInt value to a number
-10n;         // → -10n
10n * 20n;    // → 200n
20n / 10n;    // → 2n
23n % 10n;    // → 3n
10n ** 3n;    // → 1000n

const x = 10n;
++x;          // → 11n
--x;          // → 9n

不支持一元加號(hào)（+）運(yùn)算符的原因是某些程序可能依賴于+始終生成Number的不變量，或者拋出異常。 更改+的行為也會(huì)破壞asm.js代碼。

當(dāng)然，與BigInt操作數(shù)一起使用時(shí)，算術(shù)運(yùn)算符應(yīng)該返回BigInt值。因此，除法(/)運(yùn)算符的結(jié)果會(huì)自動(dòng)向下舍入到最接近的整數(shù)。例如:

25 / 10;      // → 2.5
25n / 10n;    // → 2n

因?yàn)殡[式類型轉(zhuǎn)換可能丟失信息，所以不允許在bigint和 Number 之間進(jìn)行混合操作。當(dāng)混合使用大整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，結(jié)果值可能無(wú)法由BigInt或Number精確表示。思考下面的例子：

(9007199254740992n + 1n) + 0.5

這個(gè)表達(dá)式的結(jié)果超出了BigInt和Number的范圍。小數(shù)部分的Number不能精確地轉(zhuǎn)換為BigInt。大于2^53的BigInt不能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為數(shù)字。

由于這個(gè)限制，不可能對(duì)混合使用Number和BigInt操作數(shù)執(zhí)行算術(shù)操作。還不能將BigInt傳遞給Web api和內(nèi)置的 JS 函數(shù)，這些函數(shù)需要一個(gè) Number 類型的數(shù)字。嘗試這樣做會(huì)報(bào)TypeError錯(cuò)誤

10 + 10n;    // → TypeError
Math.max(2n, 4n, 6n);    // → TypeError

請(qǐng)注意，關(guān)系運(yùn)算符不遵循此規(guī)則，如下例所示：

10n > 5;    // → true

如果希望使用BigInt和Number執(zhí)行算術(shù)計(jì)算，首先需要確定應(yīng)該在哪個(gè)類型中執(zhí)行該操作。為此，只需通過(guò)調(diào)用Number()或BigInt()來(lái)轉(zhuǎn)換操作數(shù)：

BigInt(10) + 10n;    // → 20n
// or
10 + Number(10n);    // → 20

當(dāng) Boolean 類型與BigInt 類型相遇時(shí)，BigInt的處理方式與Number類似，換句話說(shuō)，只要不是0n，BigInt就被視為truthy的值：

if (5n) {
    // 這里代碼塊將被執(zhí)行
}

if (0n) {
    // 這里代碼塊不會(huì)執(zhí)行
}

排序BigInts和Numbers數(shù)組時(shí)，不會(huì)發(fā)生隱式類型轉(zhuǎn)換：

const arr = [3n, 4, 2, 1n, 0, -1n];

arr.sort();    // → [-1n, 0, 1n, 2, 3n, 4]

位操作符如|、&、<<、>>和^對(duì)Bigint的操作方式與Number類似。下面是一些例子

90 | 115;      // → 123
90n | 115n;    // → 123n
90n | 115;     // → TypeError

與其他基本類型一樣，可以使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建BigInt。傳遞給BigInt()的參數(shù)將自動(dòng)轉(zhuǎn)換為BigInt:

BigInt("10");    // → 10n
BigInt(10);      // → 10n
BigInt(true);    // → 1n

無(wú)法轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型和值會(huì)引發(fā)異常:

BigInt(10.2);     // → RangeError
BigInt(null);     // → TypeError
BigInt("abc");    // → SyntaxError

可以直接對(duì)使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的BigInt執(zhí)行算術(shù)操作

BigInt(10) * 10n;    // → 100n

使用嚴(yán)格相等運(yùn)算符的操作數(shù)時(shí)，使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的Bigint與常規(guī)Bigint的處理方式類似

BigInt(true) === 1n;    // → true

在撰寫本文時(shí)，Chrome +67 和Opera +54完全支持BigInt數(shù)據(jù)類型。不幸的是，Edge和Safari還沒有實(shí)現(xiàn)它。Firefox默認(rèn)不支持BigInt，但是可以在about:config中將javascript.options.bigint 設(shè)置為true來(lái)開啟它，最新支持的情況可在“Can I use”上查看。

不幸的是，轉(zhuǎn)換BigInt是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的運(yùn)行時(shí)性能損失。直接polyfill BigInt也是不可能的，因?yàn)樵撎嶙h改變了幾個(gè)現(xiàn)有操作符的行為。目前，更好的選擇是使用JSBI庫(kù)，它是BigInt提案的純JS實(shí)現(xiàn)。

這個(gè)庫(kù)提供了一個(gè)與原生BigInt行為完全相同的API。下面是如何使用JSBI：

import JSBI from "./jsbi.mjs";

const b1 = JSBI.BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER);
const b2 = JSBI.BigInt("10");

const result = JSBI.add(b1, b2);

console.log(String(result));    // → "9007199254741001"

使用JSBI的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，一旦瀏覽器支持，就不需要重寫代碼。 相反，可以使用babel插件自動(dòng)將JSBI代碼編譯為原生 BigInt代碼。

BigInt是一種新的數(shù)據(jù)類型，用于當(dāng)整數(shù)值大于Number數(shù)據(jù)類型支持的范圍時(shí)。這種數(shù)據(jù)類型允許我們安全地對(duì)大整數(shù)執(zhí)行算術(shù)操作，表示高分辨率的時(shí)間戳，使用大整數(shù)id，等等，而不需要使用庫(kù)。

重要的是要記住，不能使用Number和BigInt操作數(shù)的混合執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，需要通過(guò)顯式轉(zhuǎn)換其中的一種類型。 此外，出于兼容性原因，不允許在BigInt上使用一元加號(hào)（+）運(yùn)算符。

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