详解BigInt

2019-09-20

为什么要有BigInt

9999999999999999 === 10000000000000000  // true

上述等式，返回true。如果代码里出现这种迷惑性的bug，排查起来会非常头疼。


JavaScript中Number类型只能安全地表示-9007199254740991 (-(2^53-1)) 到
 9007199254740991(2^53-1)之间的整数，超出此范围的整数可能失去精度。因此大数不能直接用Number类型来计算，比如加减运算，需要把Number类型转换成String类型，再逐位加减。（这是很多大厂前端笔试的编程题，建议新手自己写下试试，指不定哪天面试就用上了。）


虽然也有很多专门做大数计算的第三方库，如bn.js、bigi、math.js等，但原理都是转换类型、拆成多个数字、分别计算之后再合成结果，这会消耗很多额外的性能。开发者希望JavaScript能有原生的方法实现大数计算，来减少加载、解析和编译的时间，提高运行性能。这就是BigInt。


下文会频繁用一个常量：Number.MAX_SAFE_INTEGER。它表示Number类型能安全表示的最大的整数 9007199254740991。


BigInt是什么

BigInt最新的 ECMAScript标准 定义的7种基础数据类型之一，可以表示任意大的整数。

BigInt有两种创建方式：在整数后面加“n”，或者使用构造函数BigInt()：

const a = 9007199254740991;            //创建Number类型的变量
const b = 9007199254740991n;           //在整数后加n创建BigInt类型的变量
const c = BigInt(9007199254740991);    //把Number类型转成BigInt类型
const d = Number(9007199254740991n);   //把BigInt类型转成Number类型（可能会丢失精度）
const e = BigInt('9007199254740991');  //构造函数用String类型创建BigInt类型
const f = BigInt('0x1fffffffffffff');  //构造函数用十六进制创建BigInt类型

请注意，用BigInt()构造函数可以安全地把不超过上限的Number类型转换成BigInt类型，但反过来用Numbre()构造函数转换超过上限的BigInt类型数据可能会丢失精度。


BigInt是基础数据类型之一，意味着可以用typeof来判断数据类型：

typeof 1n === 'bigint'; // true
typeof BigInt('1') === 'bigint'; // true


BigInt不能和Number混合运算，否则会抛出错误。BigInt也不能用Math对象中的方法，因为Math处理的是Number类型的数据。

1n + 1
// Uncaught TypeError: Cannot mix BigInt and other types, use explicit conversions
Math.abs(1n)
// Uncaught TypeError: Cannot convert a BigInt value to a number


BigInt怎么用

运算

BigInt可以直接使用加减乘除等运算符：

const a = BigInt(5n);
let b = a+2n;  //7n（加）
let c = a-1n;  //4n（减）
let d = a*2n;  //10n（乘）
let e = a/2n;  //2n（除）
let f = a%3n;  //2n（取余）
let g = a**3n; //1000n（幂）

BigInt不能储存小数，因此除法预算的时候，结果会进行取整。


比较

BigInt可以直接使用比较运算符，甚至可以和Number类型混合比较和排序：

1n === 1 //false
1n == 1  //true
1n < 2n   //true
1n >= 2  //false

const arr = [2n, 3, -5n, 4, 0, 0n];
arr.sort();  //[-5n, 0, 0n, 2n, 3, 4]


逻辑

BigInt在逻辑运算时表现和Number非常相似：

0n && 1n    // 0n
0n || 1n    // 1n
!!0n        // false
!!1n        // true
Boolean(0n) // false
Boolean(1n) // true


其他

BigInt还提供了一些常用的实例方法，表现也跟Number非常相似：

const a = BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER); //9007199254740991n
let b = a.toLocaleString();                //"9,007,199,254,740,991"
let c = a.toString();                      //"9007199254740991"
let d = a.valueOf();                       //9007199254740991n


总结

BigInt实现了原生的大数计算。像我们这些做金融的，对计算的性能和准确性有极高的要求，对BigInt寄予厚望。只可惜目前仅有新版本的Chrome、Firefox支持，其他的IE和Safari都不支持，暂时不推荐在浏览器环境使用。


参考文献

  1. https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/BigInt



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