- A+
前言
小学数学老师教过我们,0.1 + 0.2 = 0.3,但是为什么在我们在浏览器的控制台中输出却是0.30000000000000004?
除了加法有这个奇怪的现象,带小数点的减法和乘除计算也会得出意料之外的结果
console.log(0.3 - 0.1) // 0.19999999999999998 console.log(0.1 * 0.2) // 0.020000000000000004 console.log(0.3 / 0.1) // 2.9999999999999996
原因
我们都知道计算机时是通过二进制来进行计算的,即 0 和 1
就拿 0.1 + 0.2 来说,0.1表示为0.0001100110011001...
,而0.2表示为0.0011001100110011...
而在二进制中 1 + 1 = 10,所以 0.1 + 0.2 = 0.0100110011001100...
转成10进制就近似表示为 0.30000000000000004
结论
简单来说就是,浮点数转成二进制时丢失了精度,因此在二进制计算完再转回十进制时可能会和理论结果不同
对于浮点数的四则运算,许多编程语言都会有理论值和实际值不同的问题。例如Java中也会出现类似的问题,但是Java中可以使用java.math.BigDecimal类来避免这种情况
可是JS是弱类型的语言,作者Brendan Eich自述10天内开发出JS语言,一开始设计的时候就没有对浮点数计算有个处理的好方法
那么在日常开发的前端项目中我们可以怎么解决嘞?
解决方案
简单实现
使用toFixed()<不推荐>
可以控制小数点后几位,如果为空的话会用0补充,返回一个字符串
> 0.123.toFixed(2) // '0.12'
缺点:
- 在不同浏览器中得出的值可能不相同,且部分数字得不到预计的结果,并不是执行严格的四舍五入
// 在chrome控制台中 > 1.014.toFixed(2) // '1.01' > 1.215.toFixed(2) // '1.22' > 1.105.toFixed(2) // '1.10' > 1.115.toFixed(2) // '1.11'
乘以一个10的幂次方
把需要计算的数字乘以10的n次方,让数值都变为整数,计算完后再除以10的n次方,这样就不会出现浮点数精度丢失问题
> (0.1 * 10 + 0.2 *10) / 10 // 0.3
我们可以将它封装成一个函数
mathFloat = function (float, digit) { const math = Math.pow(10, digit); return parseInt(float * math, 10) / math; } mathFloat(0.1 + 0.2, 3) // 0.3
缺点:
- JS中的存储都是通过8字节的double浮点类型表示的,因此它并不能准确记录所有数字,它存在一个数值范围
Number.MAX_SAFE_INTEGER为 9007199254740991,而Number.MIN_SAFE_INTEGER为 -9007199254740991,超出这个范围的话JS是无法表示的
虽然范围有限制,但是数值一般都够用
较为完整的实现
加法
function mathPlus(arg1, arg2) { let r1, r2, m; try { r1 = arg1.toString().split(".")[1].length; // 获取小数点后字符长度 } catch (error) { r1 = 0; // 为整数状态,r1赋0 } try { r2 = arg2.toString().split(".")[1].length; } catch (error) { r2 = 0; } m = Math.pow(10, Math.max(r1, r2)); // 确保所有参数都为整数 return (arg1 * m + arg2 * m) / m; } > mathPlus(0.1, 0.2); // 0.3 > mathPlus(1, 2); // 3
减法
function mathSubtract(arg1, arg2) { let r1, r2, m; try { r1 = arg1.toString().split(".")[1].length; } catch (error) { r1 = 0; } try { r2 = arg2.toString().split(".")[1].length; } catch (error) { r2 = 0; } m = Math.pow(10, Math.max(r1, r2)); return ((arg1 * m - arg2 * m) / m); } > mathSubtract(0.3, 0.1); // 0.2 > mathSubtract(3, 1); // 2
乘法
function mathMultiply(arg1, arg2) { let m = 0; let s1 = arg1.toString(); let s2 = arg2.toString(); try { m += s1.split('.')[1].length; // 小数相乘,小数点后个数相加 } catch (e) {} try { m += s2.split('.')[1].length; } catch (e) {} return ( (Number(s1.replace('.', '')) * Number(s2.replace('.', ''))) / Math.pow(10, m) ); } > mathMultiply(0.1, 0.2); // 0.02 > mathMultiply(1, 2); // 2
除法
function mathDivide(arg1, arg2) { let m1 = 0; let m2 = 0; let n1 = 0; let n2 = 0; try { m1 = arg1.toString().split('.')[1].length; } catch (e) {} try { m2 = arg2.toString().split('.')[1].length; } catch (e) {} n1 = Number(arg1.toString().replace('.', '')); n2 = Number(arg2.toString().replace('.', '')); /** * 将除法转换成乘法 * n1 / n2 必为整数 * 乘以它们的小数点后个数差 */ return mathMultiply(n1 / n2, Math.pow(10, m2 - m1)); } // > 0.2 / 0.03 => 6.666666666666667 > mathDivide(0.2, 0.03); // 6.666666666666665 > mathDivide(0.3, 0.1); // 3 > mathDivide(3, 1); // 3
引入第三方库
站在前人的肩膀上,可以前进的更快。下面这些成熟的库封装了很多实用的函数,虽然部分函数可能永远不会用到
Math.js
介绍:功能强大,内置大量函数,体积较大
Github地址:https://github.com/josdejong/mathjs
star: 12.2k+
decimal.js
介绍:支持三角函数等,并支持非整数幂
Github地址:https://github.com/MikeMcl/decimal.js
star: 4.8k+
big.js
介绍:体积6k,提供了CDN
Github地址:https://github.com/MikeMcl/big.js
star: 3.9k+
number-precision
介绍:体积很小,只有1k左右
Github地址:https://github.com/nefe/number-precision
star: 3.4k+