JavaScript 数据结构之 Number

Number 是 JavaScript 的基本数据结构，是对应数值的应用类型。要创建一个 Number 对象，就使用 Number 构造函数并传入一个数值。在 JavaScript 中没有其他语言这么多的数字类型。根据 ECMAScript 标准，数字只有一种类型，它是“双精度 64 位二进制格式 IEEE 754 值”。这种类型用于存储整数和分数，相当于 Java 和 C 中的 double 数据类型。这个独特性也就导致了 0.1+0.2 为什么不等于 0.3。本文介绍 JavaScript 使用 Number 的常见问题。

先来看下下面的代码：

console.log(0.1 + 0.2); // 0.30000000000000004

从上面运行结果可以看出 0.1+0.2 不等于 0.3。只有分母为 2 的幂的分数才能有限地表示为二进制形式. 由于 0.1 (1 / 10) 和 0.2 (1 / 5) 的分母不是 2 的幂，因此这些数字不能以二进制格式有限地表示。为了将它们存储为 IEEE-754 浮点数，它们必须四舍五入到尾数的可用位数——半精度为 10 位，单精度为 23 位，双精度为 52 位。根据可用的精度位数，0.1 和 0.2 的浮点近似值可能比相应的十进制表示略小或略大，但永远不会相等。因为这个事实，永远不会有 0.1+0.2 == 0.3。

NaN 和 Infinity

NaN 代表 Not a Number 并且它不同于 Infinity，尽管两者通常在实数的浮点表示以及浮点运算中都作为特殊情况处理。NaN 是一个特殊的值，它是唯一一个不等于自身的值，来看看下面的代码理解一个这个值：

const num = 9 + NaN;console.log(num); // NaNconsole.log(NaN == NaN); // falseconsole.log(NaN === NaN); // falseconsole.log(Object.is(NaN, NaN)); // trueconsole.log(isNaN(NaN)); // trueconsole.log(isNaN("devpoint")); // trueconsole.log(Number.isNaN(NaN)); // trueconsole.log(Number.isNaN("devpoint")); // falseconsole.log(Number.isNaN(+"devpoint")); // true

Infinity 是 JavaScript 中的一个特殊值，表示数学无穷大和溢出值，数字太大以至于“溢出”缓冲区并导致 Infinity。它是计算创建超出 JavaScript 中特殊最大值的数字的结果，该值约为1.79e+308 或 2¹⁰²⁴，即 JavaScript 中可以存储为数字原始类型的最大值。

注意 Infinity，-Infinity 和 NaN 是 JavaScript 中唯一的“无限”（非有限）数字。

常用方法

在程序中处理数字是一个常见的需求，例如序号、费用、温度等等。下面通过代码展示一些常用的与 Number 有关的方法。

安全数字

安全数字是一个数字，其值保证可以正常显示。例如，如果有一个变量值为 900719925474099194 ，那么它是否安全？

下面来看 JavaScript 中安全数字的范围是多少？如何验证？

• Number.MIN_SAFE_INTEGER：-9007199254740991
  

• Number.MAX_SAFE_INTEGER：9007199254740991
  

• Number.MAX_VALUE：1.7976931348623157e+308
  

• Number.MIN_VALUE：`5e-324

const test = 900719925474099194;console.log(Number.isSafeInteger(test)); // falseconsole.log(Number.isSafeInteger(9007199254740991)); // true

整数判断

在 JavaScript 中对于数字不区分整数、小数等类型，统称为 Number 类型。从下面的代码结果可以想到判断整数的方法：

console.log(Number.isInteger(9)); // trueconsole.log(Number.isInteger(9 / 2)); // falseconsole.log(Number.isInteger(9.6)); // falseconsole.log(9 % 1 === 0); // trueconsole.log(9.1 % 1 === 0); // falseconst checkInteger = (num) => (num | 0) === num;console.log(checkInteger(9)); // trueconsole.log(checkInteger(9.1)); // falseconsole.log(checkInteger("9.0")); // falseconsole.log(checkInteger("")); // false

数字格式判断

下面的代码片段将展示如何检查一个值或变量是否包含一个数字（整数、浮点数等）。

function isNumber(n) {    return !isNaN(parseFloat(n)) && isFinite(n);}console.log(isNumber(100)); // trueconsole.log(isNumber(3.14)); // trueconsole.log(isNumber("3.14")); // trueconsole.log(isNumber("a3.14")); // falseconsole.log(isNumber("JavaScript")); // false

四舍五入

在 JavaScript 中，对数值进行四舍五入操作有很多的方式，下面来一一总结一下。

向上取整

向上取整使用 Math.ceil()，返回大于或等于 x ，并且与之最接近的整数。

console.log(Math.ceil(9.005)); // 10console.log(Math.ceil(9.999)); // 10

四舍五入

Math.round() 是对一个浮点数进行四舍五入，并保留整数位。语法如下：

Math.round(x)

• x ：需要处理的数值

返回值，返回给定数字的四舍五入后的值。

console.log(Math.round(9.005)); // 9console.log(Math.round(9.51)); // 10console.log(Math.round(9.49)); // 9console.log(Math.round(9.999)); // 10

固定精度

.toFixed() 是 Number 原型上实现的一个方法，其作用是对一个浮点数进行四舍五入并保留固定小数位。语法如下：

numObj.toFixed(digits)

• digits：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。

返回值，返回使用定点表示法表示给定数字的字符串。

const pi = 3.14159265359;console.log(pi.toFixed(2)); // 3.14console.log(pi.toFixed(3)); // 3.142

固定长度

.toPrecison() 也是 Number 原型上实现的一个处理浮点数的方法，和 toFixed 不同的是，它是对一个浮点数进行四舍五入并保留固定长度的有效数字，包括整数部分。语法如下：

numObj.toPrecision(precision)

• precision：可选，一个用来指定有效数个数的整数。

返回值，以定点表示法或指数表示法表示的一个数值对象的字符串表示，四舍五入到 precision 参数指定的显示数字位数。

const pi = 3.14159265359;console.log(pi.toPrecision(3)); // 3.14console.log(pi.toPrecision(4)); // 3.142

向下取整

Math.floor() 返回小于或等于一个给定数字的最大整数。

Math.floor(x)

• x：一个数字。

返回值，一个表示小于或等于指定数字的最大整数的数字。

console.log(Math.floor(9.005)); // 9console.log(Math.floor(9.51)); // 9console.log(Math.floor(9.49)); // 9console.log(Math.floor(9.999)); // 9

生成随机数

通过 Math.random() 返回 0-1 之间的随机数的原理，结果乘以最大数并四舍五入即可获得一个介于 0 和 max 之间的数字。

const randomNumber = (max) => Math.round(Math.random() * max);console.log(randomNumber(100));

进一步完善上面的方法以可以获取指定最小和最大范围的随机数。

const randomNumber = (min, max) =>    Math.round(Math.random() * (max - min) + min);
console.log(randomNumber(51, 100));

数学函数 Math 是一个内置对象，它拥有一些数学常数属性和数学函数方法，Math 不是一个函数对象，Math 用于 Number 类型，但它不支持 BigInt。

总结

JavaScript 的 Number 对象是经过封装的能让你处理数字值的对象。介绍了 JavaScript 中唯一的“无限”（非有限）数字：Infinity，-Infinity 和 NaN ，并提供了一些常用的数字处理方法。