es6学习-数值的扩展

liao895080264
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二进制和八进制表示法

ES6 提供了二进制和八进制数值的新的写法，分别用前缀0b（或0B）和0o（或0O）表示。

0b111110111 === 503 // true
0o767 === 503 // true

从 ES5 开始，在严格模式之中，八进制就不再允许使用前缀0表示，ES6 进一步明确，要使用前缀0o表示。

如果要将0b和0o前缀的字符串数值转为十进制，要使用Number方法。

Number('0b111')  // 7
Number('0o10')  // 8

Number.isFinite() Number.isNaN()

ES6 在Number对象上，新提供了Number.isFinite()和Number.isNaN()两个方法。

Number.isFinite()用来检查一个数值是否为有限的（finite），即不是Infinity。

如果参数类型不是数值，Number.isFinite一律返回false。

Number.isNaN()用来检查一个值是否为NaN。

如果参数类型不是NaN，Number.isNaN一律返回false。

它们与传统的全局方法isFinite()和isNaN()的区别在于，传统方法先调用Number()将非数值的值转为数值，再进行判断，而这两个新方法只对数值有效，Number.isFinite()对于非数值一律返回false, Number.isNaN()只有对于NaN才返回true，非NaN一律返回false。

Number.parseInt() Number.parseFloat()

ES6 将全局方法parseInt()和parseFloat()，移植到Number对象上面，行为完全保持不变。

// ES5的写法
parseInt('12.34') // 12
parseFloat('123.45#') // 123.45

// ES6的写法
Number.parseInt('12.34') // 12
Number.parseFloat('123.45#') // 123.45

这样做的目的，是逐步减少全局性方法，使得语言逐步模块化。

Number.isInteger()

Number.isInteger()用来判断一个数值是否为整数。

Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.1) // false

JavaScript 内部，整数和浮点数采用的是同样的储存方法，所以 25 和 25.0 被视为同一个值。

如果参数不是数值，Number.isInteger返回false。

如果对数据精度的要求较高，不建议使用Number.isInteger()判断一个数值是否为整数。

Number.EPSILON

ES6 在Number对象上面，新增一个极小的常量Number.EPSILON。根据规格，它表示 1 与大于 1 的最小浮点数之间的差。

对于 64 位浮点数来说，大于 1 的最小浮点数相当于二进制的1.00..001，小数点后面有连续 51 个零。这个值减去 1 之后，就等于 2 的 -52 次方。

Number.EPSILON === Math.pow(2, -52)
// true
Number.EPSILON
// 2.220446049250313e-16
Number.EPSILON.toFixed(20)
// "0.00000000000000022204"

Number.EPSILON实际上是 JavaScript 能够表示的最小精度。误差如果小于这个值，就可以认为已经没有意义了，即不存在误差了。

Number.EPSILON可以用来设置“能够接受的误差范围”。比如，误差范围设为 2 的-50 次方（即Number.EPSILON * Math.pow(2, 2)），即如果两个浮点数的差小于这个值，我们就认为这两个浮点数相等。

因此，Number.EPSILON的实质是一个可以接受的最小误差范围。

安全整数和 Number.isSafeInteger()

ES6 引入了Number.MAX_SAFE_INTEGER和Number.MIN_SAFE_INTEGER这两个常量，用来表示这个范围的上下限。

Number.MAX_SAFE_INTEGER === Math.pow(2, 53) - 1
// true
Number.MAX_SAFE_INTEGER === 9007199254740991
// true

Number.MIN_SAFE_INTEGER === -Number.MAX_SAFE_INTEGER
// true
Number.MIN_SAFE_INTEGER === -9007199254740991
// true

上面代码中，可以看到 JavaScript 能够精确表示的极限。

Number.isSafeInteger()则是用来判断一个整数是否落在这个范围之内。

实际使用这个函数时，需要注意。验证运算结果是否落在安全整数的范围内，不要只验证运算结果，而要同时验证参与运算的每个值。

Math 对象的扩展

ES6 在 Math 对象上新增了 17 个与数学相关的方法。所有这些方法都是静态方法，只能在 Math 对象上调用。

Math.trunc()

Math.trunc方法用于去除一个数的小数部分，返回整数部分。

对于非数值，Math.trunc内部使用Number方法将其先转为数值。

Math.trunc('123.456') // 123
Math.trunc(true) //1

对于空值和无法截取整数的值，返回NaN。

Math.sign()

Math.sign方法用来判断一个数到底是正数、负数、还是零。对于非数值，会先将其转换为数值。

它会返回五种值。

  • 参数为正数，返回+1；
  • 参数为负数，返回-1；
  • 参数为 0，返回0；
  • 参数为-0，返回-0;
  • 其他值，返回NaN。

如果参数是非数值，会自动转为数值。对于那些无法转为数值的值，会返回NaN。

Math.cbrt()

Math.cbrt()方法用于计算一个数的立方根。

Math.cbrt(-1) // -1
Math.cbrt(2)  // 1.2599210498948732

对于非数值，Math.cbrt()方法内部也是先使用Number()方法将其转为数值。

Math.clz32()

Math.clz32()方法将参数转为 32 位无符号整数的形式，然后返回这个 32 位值里面有多少个前导 0。

Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(0b01000000000000000000000000000000) // 1

上面代码中，0 的二进制形式全为 0，所以有 32 个前导 0；1 的二进制形式是0b1，只占 1 位，所以 32 位之中有 31 个前导 0；1000 的二进制形式是0b1111101000，一共有 10 位，所以 32 位之中有 22 个前导 0。

clz32这个函数名就来自”count leading zero bits in 32-bit binary representation of a number“（计算一个数的 32 位二进制形式的前导 0 的个数）的缩写。

左移运算符（<<）与Math.clz32方法直接相关。

对于小数，Math.clz32方法只考虑整数部分。

对于空值或其他类型的值，Math.clz32方法会将它们先转为数值，然后再计算。

Math.imul()

Math.imul方法返回两个数以 32 位带符号整数形式相乘的结果，返回的也是一个 32 位的带符号整数。

Math.imul(2, 4)   // 8
Math.imul(-1, 8)  // -8
Math.imul(-2, -2) // 4

如果只考虑最后 32 位，大多数情况下，Math.imul(a, b)与a * b的结果是相同的，即该方法等同于(a * b)|0的效果（超过 32 位的部分溢出）。之所以需要部署这个方法，是因为 JavaScript 有精度限制，超过 2 的 53 次方的值无法精确表示。这就是说，对于那些很大的数的乘法，低位数值往往都是不精确的，Math.imul方法可以返回正确的低位数值

Math.fround()

Math.fround方法返回一个数的32位单精度浮点数形式。

对于32位单精度格式来说，数值精度是24个二进制位（1 位隐藏位与 23 位有效位），所以对于 -224 至 224 之间的整数（不含两个端点），返回结果与参数本身一致。

Math.fround(0)   // 0
Math.fround(1)   // 1
Math.fround(2 ** 24 - 1)   // 16777215

如果参数的绝对值大于 224，返回的结果便开始丢失精度。

Math.fround方法的主要作用，是将64位双精度浮点数转为32位单精度浮点数。如果小数的精度超过24个二进制位，返回值就会不同于原值，否则返回值不变（即与64位双精度值一致）。

Math.hypot()

Math.hypot方法返回所有参数的平方和的平方根。

Math.hypot(3, 4, 5);     // 7.0710678118654755
Math.hypot();            // 0
Math.hypot(NaN);         // NaN

上面代码中，3 的平方加上 4 的平方，等于 5 的平方。

如果参数不是数值，Math.hypot方法会将其转为数值。只要有一个参数无法转为数值，就会返回 NaN。

对数方法

ES6 新增了 4 个对数相关方法。

（1） Math.expm1()

Math.expm1(x)返回 ex - 1，即Math.exp(x) - 1。

（2）Math.log1p()

Math.log1p(x)方法返回1 + x的自然对数，即Math.log(1 + x)。如果x小于-1，返回NaN。

（3）Math.log10()

Math.log10(x)返回以 10 为底的x的对数。如果x小于 0，则返回 NaN。

（4）Math.log2()

Math.log2(x)返回以 2 为底的x的对数。如果x小于 0，则返回 NaN。

双曲函数方法

ES6 新增了 6 个双曲函数方法。

  • Math.sinh(x) 返回x的双曲正弦（hyperbolic sine）
  • Math.cosh(x) 返回x的双曲余弦（hyperbolic cosine）
  • Math.tanh(x) 返回x的双曲正切（hyperbolic tangent）
  • Math.asinh(x) 返回x的反双曲正弦（inverse hyperbolic sine）
  • Math.acosh(x) 返回x的反双曲余弦（inverse hyperbolic cosine）
  • Math.atanh(x) 返回x的反双曲正切（inverse hyperbolic tangent）

指数运算符

ES2016 新增了一个指数运算符（**）。

2 ** 2 // 4
2 ** 3 // 8

这个运算符的一个特点是右结合，而不是常见的左结合。多个指数运算符连用时，是从最右边开始计算的。

指数运算符可以与等号结合，形成一个新的赋值运算符（**=）。

BigInt 数据类型

ES2020引入了一种新的数据类型 BigInt（大整数），来解决这个问题，这是 ECMAScript 的第八种数据类型。BigInt 只用来表示整数，没有位数的限制，任何位数的整数都可以精确表示。

const a = 2172141653n;
const b = 15346349309n;

// BigInt 可以保持精度
a * b // 33334444555566667777n

// 普通整数无法保持精度
Number(a) * Number(b) // 33334444555566670000

为了与 Number 类型区别，BigInt 类型的数据必须添加后缀n。

BigInt 同样可以使用各种进制表示，都要加上后缀n。

BigInt 与普通整数是两种值，它们之间并不相等。

typeof运算符对于 BigInt 类型的数据返回bigint。

BigInt 可以使用负号（-），但是不能使用正号（+），因为会与 asm.js 冲突。

JavaScript 以前不能计算70的阶乘（即70!），因为超出了可以表示的精度。

BigInt 对象

JavaScript 原生提供BigInt对象，可以用作构造函数生成 BigInt 类型的数值。转换规则基本与Number()一致，将其他类型的值转为 BigInt。

BigInt(123) // 123n
BigInt('123') // 123n
BigInt(false) // 0n
BigInt(true) // 1n

BigInt()构造函数必须有参数，而且参数必须可以正常转为数值。

参数如果是小数，也会报错。

BigInt 对象继承了 Object 对象的两个实例方法。

  • BigInt.prototype.toString()
  • BigInt.prototype.valueOf()

它还继承了 Number 对象的一个实例方法。

  • BigInt.prototype.toLocaleString()

此外，还提供了三个静态方法。

  • BigInt.asUintN(width, BigInt)： 给定的 BigInt 转为 0 到 2width - 1 之间对应的值。
  • BigInt.asIntN(width, BigInt)：给定的 BigInt 转为 -2width - 1 到 2width - 1 - 1 之间对应的值。
  • BigInt.parseInt(string[, radix])：近似于Number.parseInt()，将一个字符串转换成指定进制的 BigInt。

如果BigInt.asIntN()和BigInt.asUintN()指定的位数，小于数值本身的位数，那么头部的位将被舍弃。

对于二进制数组，BigInt 新增了两个类型BigUint64Array和BigInt64Array，这两种数据类型返回的都是64位 BigInt。DataView对象的实例方法DataView.prototype.getBigInt64()和DataView.prototype.getBigUint64()，返回的也是 BigInt。

转换规则

可以使用Boolean()、Number()和String()这三个方法，将 BigInt 可以转为布尔值、数值和字符串类型。

Boolean(0n) // false
Boolean(1n) // true
Number(1n)  // 1
String(1n)  // "1"

上面代码中，注意最后一个例子，转为字符串时后缀n会消失。

另外，取反运算符（!）也可以将 BigInt 转为布尔值。

数学运算

数学运算方面，BigInt 类型的+、-、*和**这四个二元运算符，与 Number 类型的行为一致。除法运算/会舍去小数部分，返回一个整数。

9n / 5n
// 1n

几乎所有的数值运算符都可以用在 BigInt，但是有两个例外。

  • 不带符号的右移位运算符>>>
  • 一元的求正运算符+

上面两个运算符用在 BigInt 会报错。前者是因为>>>运算符是不带符号的，但是 BigInt 总是带有符号的，导致该运算无意义，完全等同于右移运算符>>。后者是因为一元运算符+在 asm.js 里面总是返回 Number 类型，为了不破坏 asm.js 就规定+1n会报错。

BigInt 不能与普通数值进行混合运算。

如果一个标准库函数的参数预期是 Number 类型，但是得到的是一个 BigInt，就会报错。

asm.js 里面，|0跟在一个数值的后面会返回一个32位整数。根据不能与 Number 类型混合运算的规则，BigInt 如果与|0进行运算会报错。

其他运算

BigInt 对应的布尔值，与 Number 类型一致，即0n会转为false，其他值转为true。

比较运算符（比如>）和相等运算符（==）允许 BigInt 与其他类型的值混合计算，因为这样做不会损失精度。

BigInt 与字符串混合运算时，会先转为字符串，再进行运算。

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