【温故而知新】JavaScript数字精度丢失问题

2024-01-10 13:24:25

一、概念

在JavaScript中，由于基于IEEE 754标准的浮点数表示方法，导致在进行数字运算时可能会发生精度丢失的情况。

由于计算机内部使用二进制来表示浮点数，而无法准确地用有限的二进制位数表示所有的实数。因此，浮点数在存储和计算时会存在舍入误差。

比如，当进行小数运算时可能会出现精度丢失的情况。例如，0.1 + 0.2 的结果在JavaScript中不是期望的0.3，而是一个近似值0.30000000000000004。这是因为0.1和0.2在二进制表示中无法被精确表示，导致在计算时发生了舍入误差。

此外，JavaScript中整数的运算也可能会出现精度丢失的情况。当进行超出JavaScript能够表示的数字范围的计算时，结果可能会失去精度。例如，Math.pow(2, 53) + 1 的结果在JavaScript中是相同的值，而不是期望的2的53次方加1。这是因为JavaScript中的数字表示范围是有限的，超出这个范围的数字会被截断或近似表示。

为了避免精度丢失的问题，可以使用一些解决方案，如使用整数代替浮点数进行计算，或者使用特定的数学库来处理精确计算。

二、常见问题

在JavaScript中，关于数字精度丢失的一些常见问题包括：

小数运算精度丢失：由于浮点数在计算机中的二进制表示存在舍入误差，进行小数运算时可能会导致结果的精度丢失。例如，0.1 + 0.2 的结果不是期望的0.3，而是一个近似值0.30000000000000004。
整数运算超出范围：JavaScript中使用64位双精度浮点数表示数字，整数的表示范围是有限的。当进行超出该范围的整数运算时，结果可能会失去精度。例如，Math.pow(2, 53) + 1 的结果不是期望的2的53次方加1，而是相同的值。
数字转换时的精度丢失：在将字符串转换为数字或将数字转换为字符串时，可能会出现精度丢失的情况。例如，将字符串"0.1"转换为数字时，可能会得到一个近似值0.1而不是精确的0.1。
浮点数比较精度问题：由于浮点数在计算机中的二进制表示存在舍入误差，直接进行浮点数的比较可能会导致意外的结果。例如，0.1 + 0.2 == 0.3 的结果可能是false，因为实际计算结果存在微小的舍入误差。

为了避免这些问题，可以使用一些技巧和库来处理精度丢失。例如，使用toFixed()方法来指定小数点后的精度，使用整数进行计算，或使用专门的数学库如Decimal.js来处理精确计算。

三、案例

下面是一些常见的 JavaScript 数字精度丢失案例代码以及解决方法：

小数运算精度丢失：

// 精度丢失
console.log(0.1 + 0.2); // 输出：0.30000000000000004

// 解决方法：使用toFixed()方法指定小数点后的位数
console.log((0.1 + 0.2).toFixed(1)); // 输出：0.3

整数运算超出范围：

// 精度丢失
console.log(Math.pow(2, 53) + 1); // 输出：9007199254740992

// 解决方法：使用 BigInt 类型来处理超出范围的整数运算
console.log(BigInt(Math.pow(2, 53)) + BigInt(1)); // 输出：9007199254740993n

数字转换时的精度丢失：

// 字符串转换为数字时的精度丢失
console.log(Number("0.1")); // 输出：0.1

// 解决方法：使用 parseFloat() 或 Number.parseFloat() 方法来进行精确的浮点数转换
console.log(parseFloat("0.1")); // 输出：0.1

浮点数比较精度问题：

// 浮点数比较精度问题
console.log(0.1 + 0.2 == 0.3); // 输出：false

// 解决方法：使用一个阈值进行比较，判断两个浮点数是否接近
const threshold = 0.0001;
console.log(Math.abs(0.1 + 0.2 - 0.3) < threshold); // 输出：true

需要根据具体情况选择合适的解决方案来处理数字精度丢失问题，并确保得到预期的结果。

四、后记

JavaScript是一种广泛应用于网页开发的脚本语言，它可以用来为网页添加交互性和动态特效。JavaScript可以在网页中直接嵌入，也可以作为外部文件引用。

以下是JavaScript的一些重要特点和用法：

脚本语言：JavaScript是一种解释型脚本语言，不需要编译，可以直接在浏览器中执行。
弱类型语言：JavaScript是一种弱类型语言，变量的数据类型可以随时改变，不需要声明变量的类型。
事件驱动：JavaScript可以通过监听用户的操作或者其他事件触发特定的代码执行，实现网页的交互性。
DOM操作：JavaScript可以通过文档对象模型（DOM）来操作网页的HTML元素，可以动态地添加、修改和删除元素。
表单验证：JavaScript可以通过表单验证来确保用户输入的数据符合要求，提供更好的用户体验。
AJAX：JavaScript可以通过AJAX技术实现网页的异步加载，可以在不刷新整个页面的情况下更新部分内容。
JSON：JavaScript Object Notation（JSON）是一种轻量级的数据交换格式，JavaScript可以很方便地解析和生成JSON数据。
库和框架：JavaScript拥有丰富的库和框架，如jQuery、React、Angular等，可以简化开发过程并提供更强大的功能。

JavaScript是一种强大且灵活的语言，可以用来创建复杂的交互式网页，并且可以与HTML和CSS无缝配合，实现出色的用户体验。

文章来源:https://blog.csdn.net/xuaner8786/article/details/135499520
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【温故而知新】JavaScript数字精度丢失问题

一、概念

二、常见问题

三、案例

四、后记

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