浮点数溢出
平时我们在进行数据运算的时候,会遇到浮点数溢出的情况
// 加法
0.1 + 0.2 = 0.30000000000000004
0.2 + 0.4 = 0.6000000000000001
// 减法
1.5 - 1.2 = 0.30000000000000004
0.3 - 0.2 = 0.09999999999999998
// 乘法
19.9 * 100 = 1989.9999999999998
9.7 * 100 = 969.9999999999999
// 除法
0.3 / 0.1 = 2.9999999999999996
0.69 / 10 = 0.06899999999999999
// 比较
0.1 + 0.2 === 0.3 // false
(0.3 - 0.2) === (0.2 - 0.1) // false
导致原因
JavaScript 内部只有一种数字类型Number,也就是说,JavaScript 语言的底层根本没有整数,所有数字都是以IEEE-754标准格式64位浮点数形式储存,1与1.0是相同的。因为有些小数以二进制表示位数是无穷的。JavaScript会把超出53位之后的二进制舍弃,所以涉及小数的比较和运算要特别小心。
浮点数
JS的浮点数实现遵循IEEE 754标准,采用双
精度
存储(double precision),使用64位固定长度来表示,其中1位用来表示符号位,11位用来表示指数,52位表示尾数。
- 符号位(sign):第1位是正负数符号位,0代表正数,1代表负数
- 指数位(Exponent):中间11位存储指数,用来表示次方数
- 尾数位(mantissa):最后的52位是尾数,超出部分自动进一舍零
计算过程
十进制的0.1和0.2都会被转换成二进制,但由于浮点数用二进制表达时是无穷的
0.1——>0.0001 1001 1001 1001 ...(1001循环)
0.2——>0.0011 0011 0011 0011 ...(0011循环)
IEEE 754 标准的 64 位双精度浮点数的小数部分最多支持 53 位二进制位,所以两者相加之后得到二进制为:
0.0100110011001100110011001100110011001100110011001100
因浮点数小数位的限制而截断的二进制数字,再转换为十进制,就成了 0.30000000000000004。所以在进行算术计算时会产生误差。
整数的精度问题
console.log(19571992547450991); //=> 19571992547450990
console.log(19571992547450991===19571992547450992); //=> true
同样的原因,在 JavaScript 中 Number类型统一按浮点数处理,整数是按最大54位来算最大(253 - 1,Number.MAX_SAFE_INTEGER,9007199254740991) 和最小(-(253 - 1),Number.MIN_SAFE_INTEGER,-9007199254740991) 安全整数范围的。所以只要超过这个范围,就会存在被舍去的精度问题。
解决方法
第三方库
- Math.js
为 JavaScript 和 Node.js 提供的一个广泛的数学库。 - decimal.js
为 JavaScript 提供十进制类型的任意精度数值。 - big.js
toFixed 方法
numObj.toFixed(digits)
参数 digits 表示小数点后数字的个数;介于 0 到 20 (包括)之间,实现环境可能支持更大范围。如果忽略该参数,则默认为 0。
返回一个数值的字符串
parseFloat((1.0 - 0.9).toFixed(10)) // 0.1
注意:在老版本的IE浏览器(IE 6,7,8)中,toFixed()方法返回值不一定准确。
toPrecision 方法
parseFloat((1.0 - 0.9).toPrecision(10)) // 0.1
自定义函数
常用的是这种方法,可以有效的处理浮点数运算
Math.formatFloat = (val, digit = 100) => {
const m = Math.pow(10, digit);
return (Math.round(val * m) / m);
}
toPrecision 与 toFixed
toPrecision 是处理精度,精度是从左至右第一个不为0的数开始数起。
toFixed是 小数点后指定位数取整,从小数点开始数起。
两者都能对多余数字做凑整处理
网上流传的函数
加法函数
/**
** 加法函数,用来得到精确的加法结果
** 说明:javascript的加法结果会有误差,在两个浮点数相加的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的加法结果。
** 调用:accAdd(arg1,arg2)
** 返回值:arg1加上arg2的精确结果
**/
function accAdd(arg1, arg2) {
var r1, r2, m, c;
try {
r1 = arg1.toString().split(".")[1].length;
}
catch (e) {
r1 = 0;
}
try {
r2 = arg2.toString().split(".")[1].length;
}
catch (e) {
r2 = 0;
}
c = Math.abs(r1 - r2);
m = Math.pow(10, Math.max(r1, r2));
if (c > 0) {
var cm = Math.pow(10, c);
if (r1 > r2) {
arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", ""));
arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", "")) * cm;
} else {
arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", "")) * cm;
arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", ""));
}
} else {
arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", ""));
arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", ""));
}
return (arg1 + arg2) / m;
}
//给Number类型增加一个add方法,调用起来更加方便。
Number.prototype.add = function (arg) {
return accAdd(arg, this);
};
减法函数
/**
** 减法函数,用来得到精确的减法结果
** 说明:javascript的减法结果会有误差,在两个浮点数相减的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的减法结果。
** 调用:accSub(arg1,arg2)
** 返回值:arg1加上arg2的精确结果
**/
function accSub(arg1, arg2) {
var r1, r2, m, n;
try {
r1 = arg1.toString().split(".")[1].length;
}
catch (e) {
r1 = 0;
}
try {
r2 = arg2.toString().split(".")[1].length;
}
catch (e) {
r2 = 0;
}
m = Math.pow(10, Math.max(r1, r2)); //last modify by deeka //动态控制精度长度
n = (r1 >= r2) ? r1 : r2;
return ((arg1 * m - arg2 * m) / m).toFixed(n);
}
// 给Number类型增加一个mul方法,调用起来更加方便。
Number.prototype.sub = function (arg) {
return accMul(arg, this);
};
乘法函数
/**
** 乘法函数,用来得到精确的乘法结果
** 说明:javascript的乘法结果会有误差,在两个浮点数相乘的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的乘法结果。
** 调用:accMul(arg1,arg2)
** 返回值:arg1乘以 arg2的精确结果
**/
function accMul(arg1, arg2) {
var m = 0, s1 = arg1.toString(), s2 = arg2.toString();
try {
m += s1.split(".")[1].length;
}
catch (e) {
}
try {
m += s2.split(".")[1].length;
}
catch (e) {
}
return Number(s1.replace(".", "")) * Number(s2.replace(".", "")) / Math.pow(10, m);
}
// 给Number类型增加一个mul方法,调用起来更加方便。
Number.prototype.mul = function (arg) {
return accMul(arg, this);
};
除法函数
/**
** 除法函数,用来得到精确的除法结果
** 说明:javascript的除法结果会有误差,在两个浮点数相除的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的除法结果。
** 调用:accDiv(arg1,arg2)
** 返回值:arg1除以arg2的精确结果
**/
function accDiv(arg1, arg2) {
var t1 = 0, t2 = 0, r1, r2;
try {
t1 = arg1.toString().split(".")[1].length;
}
catch (e) {
}
try {
t2 = arg2.toString().split(".")[1].length;
}
catch (e) {
}
with (Math) {
r1 = Number(arg1.toString().replace(".", ""));
r2 = Number(arg2.toString().replace(".", ""));
return (r1 / r2) * pow(10, t2 - t1);
}
}
//给Number类型增加一个div方法,调用起来更加方便。
Number.prototype.div = function (arg) {
return accDiv(this, arg);
};
参考链接:
JavaScript 浮点数陷阱及解法