這期內(nèi)容當(dāng)中的小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)javascript的運算精準(zhǔn)度問題,以專業(yè)的角度為大家分析和敘述,閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。
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都知道拿js去做運算肯定會遇到計算精準(zhǔn)的問題(或稱舍入誤差),但是怎么避開這些坑,這里是我從網(wǎng)上整理的方案,歡迎探討。
精準(zhǔn)丟失的原因
計算機的二進(jìn)制實現(xiàn)和位數(shù)限制有些數(shù)無法有限表示。就像一些無理數(shù)不能有限表示,如 圓周率 3.1415926…,1.3333… 等。JavaScript 使用 64 位存儲數(shù)字類型,因此超出的會舍去。舍去的部分就是精度丟失的部分。
以下是十進(jìn)制小數(shù)對應(yīng)的二進(jìn)制表示
0.1 >> 0.0001 1001 1001 1001…(1001無限循環(huán)) 0.2 >> 0.0011 0011 0011 0011…(0011無限循環(huán))
解決方案
如需要更加復(fù)雜的計算類庫,可以考慮 math.js等知名類庫
浮點數(shù)(小數(shù))
對于小數(shù),前端出現(xiàn)問題的幾率還是很多的,尤其在一些電商網(wǎng)站涉及到金額等數(shù)據(jù)。解決方式:把小數(shù)放到位整數(shù)(乘倍數(shù)),再縮小回原來倍數(shù)(除倍數(shù))轉(zhuǎn)換成整數(shù)后的運算結(jié)果 不能超過 Math.pow(2,53)
// 0.1 + 0.2 (0.1*10 + 0.2*10) / 10 == 0.3 // true
浮點精準(zhǔn)運算
/** * floatObj 包含加減乘除四個方法,能確保浮點數(shù)運算不丟失精度 * * ** method ** * add / subtract / multiply /divide * * ** explame ** * 0.1 + 0.2 == 0.30000000000000004 (多了 0.00000000000004) * 0.2 + 0.4 == 0.6000000000000001 (多了 0.0000000000001) * 19.9 * 100 == 1989.9999999999998 (少了 0.0000000000002) * * floatObj.add(0.1, 0.2) >> 0.3 * floatObj.multiply(19.9, 100) >> 1990 * */ var floatObj = function() { /* * 判斷obj是否為一個整數(shù) */ function isInteger(obj) { return Math.floor(obj) === obj } /* * 將一個浮點數(shù)轉(zhuǎn)成整數(shù),返回整數(shù)和倍數(shù)。如 3.14 >> 314,倍數(shù)是 100 * @param floatNum {number} 小數(shù) * @return {object} * {times:100, num: 314} */ function toInteger(floatNum) { var ret = {times: 1, num: 0} if (isInteger(floatNum)) { ret.num = floatNum return ret } var strfi = floatNum + '' var dotPos = strfi.indexOf('.') var len = strfi.substr(dotPos+1).length var times = Math.pow(10, len) var intNum = parseInt(floatNum * times + 0.5, 10) ret.times = times ret.num = intNum return ret } /* * 核心方法,實現(xiàn)加減乘除運算,確保不丟失精度 * 思路:把小數(shù)放大為整數(shù)(乘),進(jìn)行算術(shù)運算,再縮小為小數(shù)(除) * * @param a {number} 運算數(shù)1 * @param b {number} 運算數(shù)2 * @param digits {number} 精度,保留的小數(shù)點數(shù),比如 2, 即保留為兩位小數(shù) * @param op {string} 運算類型,有加減乘除(add/subtract/multiply/divide) * */ function operation(a, b, digits, op) { var o1 = toInteger(a) var o2 = toInteger(b) var n1 = o1.num var n2 = o2.num var t1 = o1.times var t2 = o2.times var max = t1 > t2 ? t1 : t2 var result = null switch (op) { case 'add': if (t1 === t2) { // 兩個小數(shù)位數(shù)相同 result = n1 + n2 } else if (t1 > t2) { // o1 小數(shù)位 大于 o2 result = n1 + n2 * (t1 / t2) } else { // o1 小數(shù)位 小于 o2 result = n1 * (t2 / t1) + n2 } return result / max case 'subtract': if (t1 === t2) { result = n1 - n2 } else if (t1 > t2) { result = n1 - n2 * (t1 / t2) } else { result = n1 * (t2 / t1) - n2 } return result / max case 'multiply': result = (n1 * n2) / (t1 * t2) return result case 'divide': result = (n1 / n2) * (t2 / t1) return result } } // 加減乘除的四個接口 function add(a, b, digits) { return operation(a, b, digits, 'add') } function subtract(a, b, digits) { return operation(a, b, digits, 'subtract') } function multiply(a, b, digits) { return operation(a, b, digits, 'multiply') } function divide(a, b, digits) { return operation(a, b, digits, 'divide') } // exports return { add: add, subtract: subtract, multiply: multiply, divide: divide } }();
使用方法:
floatTool.add(a,b);//相加 floatTool.subtract(a,b);//相減 floatTool.multiply(a,b);//相乘 floatTool.divide(a,b);//相除
超大整數(shù)
雖然運算結(jié)果不超過Math.pow(2,53)的整數(shù)(9007199254740992)也可以使用上面的方法,但是如果就是有超過的呢,實際場景中可能會是一些批次號、號段之類的需求,這里我也找到了一個解決方案,直接上代碼。
在線運算:https://www.shen.ee/math.html
function compare(p, q) { while (p[0] === '0') { p = p.substr(1); } while (q[0] === '0') { q = q.substr(1); } if (p.length > q.length) { return 1; } else if (p.length < q.length) { return -1; } else { let i = 0; let a, b; while (1) { a = parseInt(p.charAt(i)); b = parseInt(q.charAt(i)); if (a > b) { return 1; } else if (a < b) { return -1; } else if (i === p.length - 1) { return 0; } i++; } } } function divide(A, B) { let result = []; let max = 9; let point = 5; let fill = 0; if (B.length - A.length > 0) { point += fill = B.length - A.length; } for (let i = 0; i < point; i++) { A += '0'; } let la = A.length; let lb = B.length; let b0 = parseInt(B.charAt(0)); let Adb = A.substr(0, lb); A = A.substr(lb); let temp, r; for (let j = 0; j < la - lb + 1; j++) { while (Adb[0] === '0') { Adb = Adb.substr(1); } if (Adb.length === lb) { max = Math.ceil((parseInt(Adb.charAt(0)) + 1) / b0); // 不可能取到這個最大值,1<= max <= 10 } else if (Adb.length > lb) { max = Math.ceil((parseInt(Adb.substr(0, 2)) + 1) / b0); } else { result.push(0); Adb += A[0]; A = A.substr(1); continue; } for (let i = max - 1; i >= 0; i--) { if (i === 0) { result.push(0); Adb += A[0]; A = A.substr(1); break; } else { temp = temp || multiply(B, i + ''); r = compare(temp, Adb); if (r === 0 || r === -1) { result.push(i); if (r) { Adb = reduce(Adb, temp); Adb += A[0]; } else { Adb = A[0]; } A = A.substr(1); break; } else { temp = reduce(temp, B); } } } temp = 0; } for (let i = 0; i < fill; i++) { result.unshift('0'); } result.splice(result.length - point, 0, '.'); if (!result[0] && result[1] !== '.') { result.shift(); } point = false; let position = result.indexOf('.'); for (let i = position + 1; i < result.length; i++) { if (result[i]) { point = true; break; } } if (!point) { result.splice(position); } result = result.join(''); return result; } function multiply(A, B) { let result = []; (A += ''), (B += ''); const l = -4; // 以支持百萬位精確運算,但速度減半 let r1 = [], r2 = []; while (A !== '') { r1.unshift(parseInt(A.substr(l))); A = A.slice(0, l); } while (B !== '') { r2.unshift(parseInt(B.substr(l))); B = B.slice(0, l); } let index, value; for (let i = 0; i < r1.length; i++) { for (let j = 0; j < r2.length; j++) { value = 0; if (r1[i] && r2[j]) { value = r1[i] * r2[j]; } index = i + j; if (result[index]) { result[index] += value; } else { result[index] = value; } } } for (let i = result.length - 1; i > 0; i--) { result[i] += ''; if (result[i].length > -l) { result[i - 1] += parseInt(result[i].slice(0, l)); result[i] = result[i].substr(l); } while (result[i].length < -l) { result[i] = '0' + result[i]; } } if (result[0]) { result = result.join(''); } else { result = '0'; } return result; } function add(A, B) { let result = []; (A += ''), (B += ''); const l = -15; while (A !== '' && B !== '') { result.unshift(parseInt(A.substr(l)) + parseInt(B.substr(l))); A = A.slice(0, l); B = B.slice(0, l); } A += B; for (let i = result.length - 1; i > 0; i--) { result[i] += ''; if (result[i].length > -l) { result[i - 1] += 1; result[i] = result[i].substr(1); } else { while (result[i].length < -l) { result[i] = '0' + result[i]; } } } while (A && (result[0] + '').length > -l) { result[0] = (result[0] + '').substr(1); result.unshift(parseInt(A.substr(l)) + 1); A = A.slice(0, l); } if (A) { while ((result[0] + '').length < -l) { result[0] = '0' + result[0]; } result.unshift(A); } if (result[0]) { result = result.join(''); } else { result = '0'; } return result; } function reduce(A, B) { let result = []; (A += ''), (B += ''); while (A[0] === '0') { A = A.substr(1); } while (B[0] === '0') { B = B.substr(1); } const l = -15; let N = '1'; for (let i = 0; i < -l; i++) { N += '0'; } N = parseInt(N); while (A !== '' && B !== '') { result.unshift(parseInt(A.substr(l)) - parseInt(B.substr(l))); A = A.slice(0, l); B = B.slice(0, l); } if (A !== '' || B !== '') { let s = B === '' ? 1 : -1; A += B; while (A !== '') { result.unshift(s * parseInt(A.substr(l))); A = A.slice(0, l); } } while (result.length !== 0 && result[0] === 0) { result.shift(); } let s = ''; if (result.length === 0) { result = 0; } else if (result[0] < 0) { s = '-'; for (let i = result.length - 1; i > 0; i--) { if (result[i] > 0) { result[i] -= N; result[i - 1]++; } result[i] *= -1; result[i] += ''; while (result[i].length < -l) { result[i] = '0' + result[i]; } } result[0] *= -1; } else { for (let i = result.length - 1; i > 0; i--) { if (result[i] < 0) { result[i] += N; result[i - 1]--; } result[i] += ''; while (result[i].length < -l) { result[i] = '0' + result[i]; } } } if (result) { while ((result[0] = parseInt(result[0])) === 0) { result.shift(); } result = s + result.join(''); } return result; }
使用方法:不可使用負(fù)數(shù),參數(shù)最好使用字符串
divide(A,B) // 除法 multiply(A,B) //乘法 add(A,B) //加法 reduce(A,B) //減法
toFixed 的修復(fù)
在Firefox / Chrome中,toFixed并不會對于最后一位是5的如愿以償?shù)倪M(jìn)行四舍五入。
1.35.toFixed(1) // 1.4 正確 1.335.toFixed(2) // 1.33 錯誤 1.3335.toFixed(3) // 1.333 錯誤 1.33335.toFixed(4) // 1.3334 正確 1.333335.toFixed(5) // 1.33333 錯誤 1.3333335.toFixed(6) // 1.333333 錯誤
Firefox 和 Chrome的實現(xiàn)沒有問題,根本原因還是計算機里浮點數(shù)精度丟失問題。
修復(fù)方式:
function toFixed(num, s) { var times = Math.pow(10, s) var des = num * times + 0.5 des = parseInt(des, 10) / times return des + '' }
上述就是小編為大家分享的javascript的運算精準(zhǔn)度問題了,如果您也有類似的疑惑,不妨礙參照上述分析進(jìn)行理解。如果想了解更多相關(guān)內(nèi)容,請關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊。