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03 01月

JavaScript數據結構之Number

2022-01-03 前端基礎

JavaScript數據結構之Number

Number 是JavaScript的基本數據結構，是對應數值的應用類型。要創建一個 Number 對象，就使用 Number 構造函數并傳入一個數值。在 JavaScript 中沒有其他語言這么多的數字類型。根據 ECMAScript 標準，數字只有一種類型，它是“雙精度 64 位二進制格式 IEEE 754 值”。這種類型用于存儲整數和分數，相當于 Java 和 C 中的 double 數據類型。這個獨特性也就導致了 0.1+0.2 為什么不等于 0.3。本文介紹JavaScript使用 Number 的常見問題。

先來看下下面的代碼：

console.log(0.1 + 0.2); // 0.30000000000000004

從上面運行結果可以看出 0.1+0.2 不等于 0.3。只有分母為 2 的冪的分數才能有限地表示為二進制形式. 由于 0.1 (1 / 10) 和 0.2 (1 / 5) 的分母不是 2 的冪，因此這些數字不能以二進制格式有限地表示。為了將它們存儲為 IEEE-754 浮點數，它們必須四舍五入到尾數的可用位數——半精度為 10 位，單精度為 23 位，雙精度為 52 位。根據可用的精度位數，0.1 和 0.2 的浮點近似值可能比相應的十進制表示略小或略大，但永遠不會相等。因為這個事實，永遠不會有 0.1+0.2 == 0.3。

NaN和Infinity

NaN 代表 Not a Number 并且它不同于 Infinity，盡管兩者通常在實數的浮點表示以及浮點運算中都作為特殊情況處理。NaN 是一個特殊的值，它是唯一一個不等于自身的值，來看看下面的代碼理解一個這個值：

const num = 9 + NaN;
console.log(num); // NaN
console.log(NaN == NaN); // false
console.log(NaN === NaN); // false
console.log(Object.is(NaN, NaN)); // true
console.log(isNaN(NaN)); // true
console.log(isNaN("devpoint")); // true
console.log(Number.isNaN(NaN)); // true
console.log(Number.isNaN("devpoint")); // false
console.log(Number.isNaN(+"devpoint")); // true

Infinity 是 JavaScript 中的一個特殊值，表示數學無窮大和溢出值，數字太大以至于“溢出”緩沖區并導致 Infinity。它是計算創建超出 JavaScript 中特殊最大值的數字的結果，該值約為1.79e+308 或 2¹?²?，即 JavaScript 中可以存儲為數字原始類型的最大值。

注意 Infinity，-Infinity 和 NaN 是 JavaScript 中唯一的“無限”（非有限）數字。

常用方法

在程序中處理數字是一個常見的需求，例如序號、費用、溫度等等。下面通過代碼展示一些常用的與 Number 有關的方法。

安全數字

安全數字是一個數字，其值保證可以正常顯示。例如，如果有一個變量值為 900719925474099194 ，那么它是否安全？

下面來看 JavaScript 中安全數字的范圍是多少？如何驗證？

Number.MIN_SAFE_INTEGER：-9007199254740991
Number.MAX_SAFE_INTEGER：9007199254740991
Number.MAX_VALUE：1.7976931348623157e+308
Number.MIN_VALUE：`5e-324

const test = 900719925474099194;
console.log(Number.isSafeInteger(test)); // false
console.log(Number.isSafeInteger(9007199254740991)); // true

整數判斷

在 JavaScript 中對于數字不區分整數、小數等類型，統稱為 Number 類型。從下面的代碼結果可以想到判斷整數的方法：

console.log(Number.isInteger(9)); // true
console.log(Number.isInteger(9 / 2)); // false
console.log(Number.isInteger(9.6)); // false
console.log(9 % 1 === 0); // true
console.log(9.1 % 1 === 0); // false
const checkInteger = (num) => (num | 0) === num;
console.log(checkInteger(9)); // true
console.log(checkInteger(9.1)); // false
console.log(checkInteger("9.0")); // false
console.log(checkInteger("")); // false

數字格式判斷

下面的代碼片段將展示如何檢查一個值或變量是否包含一個數字（整數、浮點數等）。

function isNumber(n) {
    return !isNaN(parseFloat(n)) && isFinite(n);
}
console.log(isNumber(100)); // true
console.log(isNumber(3.14)); // true
console.log(isNumber("3.14")); // true
console.log(isNumber("a3.14")); // false
console.log(isNumber("JavaScript")); // false

四舍五入

在 JavaScript 中，對數值進行四舍五入操作有很多的方式，下面來一一總結一下。

向上取整

向上取整使用 Math.ceil()，返回大于或等于 x ，并且與之最接近的整數。

console.log(Math.ceil(9.005)); // 10
console.log(Math.ceil(9.999)); // 10

四舍五入

Math.round() 是對一個浮點數進行四舍五入，并保留整數位。語法如下：

Math.round(x)

x ：需要處理的數值

返回值，返回給定數字的四舍五入后的值。

console.log(Math.round(9.005)); // 9
console.log(Math.round(9.51)); // 10
console.log(Math.round(9.49)); // 9
console.log(Math.round(9.999)); // 10

固定精度

.toFixed() 是 Number 原型上實現的一個方法，其作用是對一個浮點數進行四舍五入并保留固定小數位。語法如下：

numObj.toFixed(digits)

digits：小數點后數字的個數；介于 0 到 20 （包括）之間，實現環境可能支持更大范圍。如果忽略該參數，則默認為 0。

返回值，返回使用定點表示法表示給定數字的字符串。

const pi = 3.14159265359;
console.log(pi.toFixed(2)); // 3.14
console.log(pi.toFixed(3)); // 3.142

固定長度

.toPrecison() 也是 Number 原型上實現的一個處理浮點數的方法，和 toFixed 不同的是，它是對一個浮點數進行四舍五入并保留固定長度的有效數字，包括整數部分。語法如下：

numObj.toPrecision(precision)

precision：可選，一個用來指定有效數個數的整數。

返回值，以定點表示法或指數表示法表示的一個數值對象的字符串表示，四舍五入到 precision 參數指定的顯示數字位數。

const pi = 3.14159265359;
console.log(pi.toPrecision(3)); // 3.14
console.log(pi.toPrecision(4)); // 3.142

向下取整

Math.floor() 返回小于或等于一個給定數字的最大整數。

Math.floor(x)

x：一個數字。

返回值，一個表示小于或等于指定數字的最大整數的數字。

console.log(Math.floor(9.005)); // 9
console.log(Math.floor(9.51)); // 9
console.log(Math.floor(9.49)); // 9
console.log(Math.floor(9.999)); // 9

生成隨機數

通過 Math.random() 返回 0-1 之間的隨機數的原理，結果乘以最大數并四舍五入即可獲得一個介于 0 和 max 之間的數字。

const randomNumber = (max) => Math.round(Math.random() * max);
console.log(randomNumber(100));

進一步完善上面的方法以可以獲取指定最小和最大范圍的隨機數。

const randomNumber = (min, max) =>
    Math.round(Math.random() * (max - min) + min);

console.log(randomNumber(51, 100));

數學函數 Math 是一個內置對象，它擁有一些數學常數屬性和數學函數方法，Math 不是一個函數對象，Math 用于 Number 類型，但它不支持 BigInt。

總結

JavaScript 的 Number 對象是經過封裝的能讓你處理數字值的對象。介紹了JavaScript 中唯一的“無限”（非有限）數子:Infinity，-Infinity 和 NaN ，并提供了一些常用的數字處理方法。

標簽 Array javascript map filter NaN 四舍五入向上取整