我是这样解决JavaScrip 加减乘除精度问题(更新例子)

4,757 阅读6分钟

前言

众所周知的 JavaScript 二进制精度问题,浮点数的计算精度会存在缺失问题。最经典的例子就是为什么0.1+0.2 !== 0.3

一句话概括就是: ECMAScript规范定义Number的类型遵循了IEEE754-2008中的64位浮点数规则定义的小数后的有效位数至多为52位导致计算出现精度丢失问题!

不过网上已经有很多专门的类库可以解决这个问题。

如果你在工作中遇到问题、在面试中遇到疑惑、在前端路上遇到了阻碍,都可以加入我们前端有道 Family,我会竭尽全力为大家答疑解惑,让我们共同努力,一同成长。

点击添加技术交流群或者关注公众号🎨前端有道

目录

原生封装

/**
 ** 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) {
    let r1, r2, m
    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))
    return (arg1 * m + arg2 * m) / m
}

/**
 ** 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);
}

/**
 ** 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) {
    let m = 0
    let s1 = arg1.toString()
    let s2 = arg2.toString()
    try {
        m += s1.split('.')[1] ? s1.split('.')[1].length : ''
    } catch (e) {}
    try {
        m += s2.split('.')[1] ? s2.split('.')[1].length : ''
    } catch (e) {}
    return (Number(s1.replace('.', '')) * Number(s2.replace('.', ''))) / Math.pow(10, m)
}

/**
 ** 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) {
    let t1 = 0
    let t2 = 0
    let r1
    let r2
    try {
        t1 = arg1.toString().split('.')[1].length
    } catch (e) {}
    try {
        t2 = arg2.toString().split('.')[1].length
    } catch (e) {}
    r1 = Number(arg1.toString().replace('.', ''))
    r2 = Number(arg2.toString().replace('.', ''))
    return (r1 / r2) * Math.pow(10, t2 - t1)
}

封装

定义一个函数来调用加减乘除方法,这样做有个好处,用到地方调用加减乘除方法一致,假设某个方法后面发现那个库更好用或者某个平台不兼容、算法不太严谨、扩展新的功能等等,我们只要维护这个函数就行,不用在考虑项目中某个组件单独引用,没有按照这个规范因为这次维护引发的新问题。

export const calcFn = {
    add() {
        const arg = Array.from(arguments)
        return arg.reduce((total, num) => {
            return accAdd(total, num)
        })
    },
    sub() {
        const arg = Array.from(arguments)
        return arg.reduce((total, num) => {
            return accSub(total, num)
        })
    },
    mul() {
        const arg = Array.from(arguments)
        return arg.reduce((total, num) => {
            return accMul(total, num)
        })
    },
    divide() {
        const arg = Array.from(arguments)
        return arg.reduce((total, num) => {
            return accDiv(total, num)
        })
    }
}

big.js

  • 介绍:任意精度十进制算术的小型、快速、易于使用的库。
  • 特性:目前同类型最小包、无依赖、包大小3 KB、兼容ECMAScript 3+可以说适用于所有浏览器。
  • 官网:GitHub

github.com/MikeMcl/big…

安装使用

浏览器

<script src='https://cdn.jsdelivr.net/npm/big.js@6.1.1/big.min.js'></script>

Node.js

npm install big.js

使用

x = new Big(0.1)
y = new Big(0.2)                 
z = new Big(0.3)
x.plus(y).eq(z)     // true

运算符操作函数

以下big.js目前支持运算符操作函数。

  • abs,取绝对值。
  • cmp,compare的缩写,即比较函数。
  • div,除法。
  • eqequal的缩写,即相等比较。
  • gt,大于。
  • gte,小于等于,e表示equal
  • lt,小于。
  • lte,小于等于,e表示equal
  • minus,减法。
  • mod,取余。
  • plus,加法。
  • pow,次方。
  • prec,按精度舍入,参数表示整体位数。
  • round,按精度舍入,参数表示小数点后位数。
  • sqrt,开方。
  • times,乘法。
  • toExponential,转化为科学计数法,参数代表精度位数。
  • toFied,补全位数,参数代表小数点后位数。
  • toJSONtoString,转化为字符串。
  • toPrecision,按指定有效位数展示,参数为有效位数。
  • toNumber,转化为JavaScriptnumber类型。
  • valueOf,包含负号(如果为负数或者-0)的字符串。

封装

import Big from 'big.js'

export const calcFn = {
    add() {
        const arg = Array.from(arguments)
        return arg.reduce((total, num) => {
            return new Big(total).plus(new Big(num))
        }).toString() * 1
    },
    sub() {
        const arg = Array.from(arguments)
        return arg.reduce((total, num) => {
            return new Big(total).minus(new Big(num))
        }).toString() * 1
    },
    mul() {
        const arg = Array.from(arguments)
        return arg.reduce((total, num) => {
            return new Big(total).times(new Big(num))
        }).toString() * 1
    },
    divide() {
        const arg = Array.from(arguments)
        return arg.reduce((total, num) => {
            return new Big(total).div(new Big(num))
        }).toString() * 1
    }
}

使用

calcFn.add(0.1, 0.2) !== 0.3 // false

bignumber.js

  • 介绍:用于任意精度十进制和非十进制算术的 JavaScript 库。
  • 特性:无依赖、包大小8 KB、兼容ECMAScript 3+可以说适用于所有浏览器。
  • 官网:GitHub

github.com/MikeMcl/big…

使用方法类似,同上。

decimal.js

  • 介绍:为 JavaScript 提供十进制类型的任意精度数值。
  • 特性:无依赖、包大小12.6 KB、兼容ECMAScript 3+可以说适用于所有浏览器。
  • 官网:GitHub

github.com/MikeMcl/dec…

使用方法类似,同上。

Math.js

  • 介绍:用 Javascript 编写的简单数学库,可能不维护了。
  • 特性:是一个广泛的 JavaScript 和 Node.js 数学库。它具有灵活的表达式解析器,支持符号计算,带有大量内置函数和常量,并提供了一个集成的解决方案来处理不同的数据类型,如数字、大数、复数、分数、单位和矩阵。功能强大且易于使用。
  • 官网:GitHub

总结

big.js适用于大部分十进制算术应用程序,因为不接受NaNInfinity作为合法值。而且不支持其他基数的值。如果项目中没有非十进制算术这非常适合用,而且关键是包足过小,哈哈自己造的轮子后面还是觉得库比较香哈。

bignumber.js可能更适合金融应用,因为除非使用涉及除法的运算,否则用户无需担心会丢失精度。

decimal.js可能更适合更科学的应用程序,因为它可以更有效地处理非常小的或大的值。例如,它没有bignumber.js的限制,当将一个小指数的值与一个大指数的值相加时,bignumber.js会尝试执行全精度运算,这可能会导致操作不可行。

如上所述,decimal.js还支持非整数幂,并增加了三角函数和explnlog方法。这些添加使decimal.js明显大于bignumber.js。