问题描述
在 JavaScript 中整数和浮点数都属于 Number 数据类型,所有数字都是以 64 位浮点数形式储存,即便整数也是如此。 所以我们在打印 1.00 这样的浮点数的结果是 1 而非 1.00 。在一些特殊的数值表示中,例如金额,这样看上去有点变扭,但是至少值是正确了。然而要命的是,当浮点数做数学运算的时候,你经常会发现一些问题,举几个例子:
加法 ===================== 0.1 + 0.2 = 0.30000000000000004 0.7 + 0.1 = 0.7999999999999999 0.2 + 0.4 = 0.6000000000000001 2.22 + 0.1 = 2.3200000000000003 减法 ===================== 1.5 - 1.2 = 0.30000000000000004 0.3 - 0.2 = 0.09999999999999998 乘法 ===================== 19.9 * 100 = 1989.9999999999998 19.9 * 10 * 10 = 1990 1306377.64 * 100 = 130637763.99999999 1306377.64 * 10 * 10 = 130637763.99999999 0.7 * 180 = 125.99999999999999 9.7 * 100 = 969.9999999999999 39.7 * 100 = 3970.0000000000005 除法 ===================== 0.3 / 0.1 = 2.9999999999999996 0.69 / 10 = 0.06899999999999999
问题的原因
乎是不可思议。小学生都会算的题目,JavaScript 不会?我们来看看其真正的原因。
JavaScript 里的数字是采用 IEEE 754 标准的 64 位双精度浮点数。该规范定义了浮点数的格式,对于64位的浮点数在内存中的表示,最高的1位是符号位,接着的11位是指数,剩下的52位为有效数字,具体:
第0位:符号位, s 表示 ,0表示正数,1表示负数;
第1位到第11位:储存指数部分, e 表示 ;
第12位到第63位:储存小数部分(即有效数字),f 表示,
符号位决定了一个数的正负,指数部分决定了数值的大小,小数部分决定了数值的精度。 IEEE 754规定,有效数字第一位默认总是1,不保存在64位浮点数之中。也就是说,有效数字总是1.xx…xx的形式,其中xx..xx的部分保存在64位浮点数之中,最长可能为52位。因此,JavaScript提供的有效数字最长为53个二进制位(64位浮点的后52位+有效数字第一位的1)。
计算过程:
比如在 JavaScript 中计算 0.1 + 0.2时,到底发生了什么呢?
首先,十进制的0.1和0.2都会被转换成二进制,但由于浮点数用二进制表达时是无穷的,例如。
0.1 -> 0.0001100110011001...(无限) 0.2 -> 0.0011001100110011...(无限)
IEEE 754 标准的 64 位双精度浮点数的小数部分最多支持 53 位二进制位,所以两者相加之后得到二进制为:
0.0100110011001100110011001100110011001100110011001100
因浮点数小数位的限制而截断的二进制数字,再转换为十进制,就成了 0.30000000000000004。所以在进行算术计算时会产生误差。
整数的精度问题
在 Javascript 中,整数精度同样存在问题,先来看看问题:
console.log(19571992547450991); //=> 19571992547450990 console.log(19571992547450991===19571992547450992); //=> true
解决方案
类库
Math.js
decimal.js
big.js
整数表示
格式化数字、金额、保留几位小数等
浮点数运算
toFixed() 方法
numObj.toFixed(digits)
parseFloat((数学表达式).toFixed(digits)); // toFixed() 精度参数须在 0 与20 之间 // 运行 parseFloat((1.0 - 0.9).toFixed(10)) // 结果为 0.1 parseFloat((0.3 / 0.1).toFixed(10)) // 结果为 3 parseFloat((9.7 * 100).toFixed(10)) // 结果为 970 parseFloat((2.22 + 0.1).toFixed(10)) // 结果为 2.32
加法函数
/** ** 加法函数,用来得到精确的加法结果 ** 说明:javascript的加法结果会有误差,在两个浮点数相加的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的加法结果。 ** 调用:accAdd(arg1,arg2) ** 返回值:arg1加上arg2的精确结果 **/ function accAdd(arg1, arg2) { var r1, r2, m, c; try { r1 = arg1.toString().split(".")[1].length; } catch (e) { r1 = 0; } try { r2 = arg2.toString().split(".")[1].length; } catch (e) { r2 = 0; } c = Math.abs(r1 - r2); m = Math.pow(10, Math.max(r1, r2)); if (c > 0) { var cm = Math.pow(10, c); if (r1 > r2) { arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", "")); arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", "")) * cm; } else { arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", "")) * cm; arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", "")); } } else { arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", "")); arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", "")); } return (arg1 + arg2) / m; } //给Number类型增加一个add方法,调用起来更加方便。 Number.prototype.add = function (arg) { return accAdd(arg, this); };
减法函数
/** ** 减法函数,用来得到精确的减法结果 ** 说明:javascript的减法结果会有误差,在两个浮点数相减的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的减法结果。 ** 调用:accSub(arg1,arg2) ** 返回值:arg1加上arg2的精确结果 **/ function accSub(arg1, arg2) { var r1, r2, m, n; try { r1 = arg1.toString().split(".")[1].length; } catch (e) { r1 = 0; } try { r2 = arg2.toString().split(".")[1].length; } catch (e) { r2 = 0; } m = Math.pow(10, Math.max(r1, r2)); //last modify by deeka //动态控制精度长度 n = (r1 >= r2) ? r1 : r2; return ((arg1 * m - arg2 * m) / m).toFixed(n); } // 给Number类型增加一个mul方法,调用起来更加方便。 Number.prototype.sub = function (arg) { return accMul(arg, this); };
乘法函数
/** ** 乘法函数,用来得到精确的乘法结果 ** 说明:javascript的乘法结果会有误差,在两个浮点数相乘的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的乘法结果。 ** 调用:accMul(arg1,arg2) ** 返回值:arg1乘以 arg2的精确结果 **/ function accMul(arg1, arg2) { var m = 0, s1 = arg1.toString(), s2 = arg2.toString(); try { m += s1.split(".")[1].length; } catch (e) { } try { m += s2.split(".")[1].length; } catch (e) { } return Number(s1.replace(".", "")) * Number(s2.replace(".", "")) / Math.pow(10, m); } // 给Number类型增加一个mul方法,调用起来更加方便。 Number.prototype.mul = function (arg) { return accMul(arg, this); };
除法函数
/** ** 除法函数,用来得到精确的除法结果 ** 说明:javascript的除法结果会有误差,在两个浮点数相除的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的除法结果。 ** 调用:accDiv(arg1,arg2) ** 返回值:arg1除以arg2的精确结果 **/ function accDiv(arg1, arg2) { var t1 = 0, t2 = 0, r1, r2; try { t1 = arg1.toString().split(".")[1].length; } catch (e) { } try { t2 = arg2.toString().split(".")[1].length; } catch (e) { } with (Math) { r1 = Number(arg1.toString().replace(".", "")); r2 = Number(arg2.toString().replace(".", "")); return (r1 / r2) * pow(10, t2 - t1); } } //给Number类型增加一个div方法,调用起来更加方便。 Number.prototype.div = function (arg) { return accDiv(this, arg); };