1、整数和浮点数
JavaScript 内部,所有数字都是以64位浮点数形式储存,即使整数也是如此。所以,1与1.0是相同的,是同一个数。
JavaScript语言的底层根本没有整数,所有数字都是小数(64位浮点数)- 容易造成混淆的是,某些运算只有整数才能完成,此时
JavaScript会自动把64位浮点数,转成32位整数,然后再进行运算 - 由于浮点数不是精确的值,所以涉及小数的比较和运算要特别小心。
1 === 1.0 // true
// 浮点数不是精确的值
0.1 + 0.2 === 0.3
// false
0.3 / 0.1
// 2.9999999999999996
(0.3 - 0.2) === (0.2 - 0.1)
// false
2、数值的精度
根据国际标准 IEEE 754,JavaScript 浮点数的64个二进制位,从最左边开始,是这样组成的。
- 符号位决定了一个数的正负,
- 指数部分决定了数值的大小,
- 小数部分决定了数值的精度。
第`1`位:符号位,`0`表示正数,`1`表示负数
第`2`位到第`12`位(共`11`位):指数部分
第`13`位到第`64`位(共`52`位):小数部分(即有效数字)
指数和有效数字
JavaScript 提供的有效数字最长为53个二进制位,即 253。
// 正常情况下,一个数在 JavaScript 内部实际的表示形式。
(-1)^符号位 * 1.xx...xx * 2^指数部分 // 指数部分在0到2047之间
// 有效数字总是`1.xx...xx`的形式,其中`xx..xx`的部分保存在`64`位浮点数之中,最长可能为`52`位。
// 指数部分一共有`11`个二进制位,因此大小范围就是`0`到`2047`(开区间)
// `IEEE 754` 规定,如果指数部分的值在`0`到`2047`之间(不含两个端点),
// 那么有效数字的第一位默认总是`1`,不保存在`64`位浮点数之中。
数值精度
精度最多只能到53个二进制位,这意味着,绝对值小于2的53次方的整数,即-253到253,都可以精确表示。
// pow方法:次方;计算次方值
Math.pow(2, 53) // 9007199254740992
// 大于2的53次方的数值,都无法保持精度
Math.pow(2, 53) + 1 // 9007199254740992
Math.pow(2, 53) + 2 // 9007199254740994
Math.pow(2, 53) + 3 // 9007199254740996
Math.pow(2, 53) + 4 // 9007199254740996
- 由于
253是一个16位的十进制数值,所以简单的法则就是,JavaScript对15位的十进制数都可以精确处理。
// 大于2的53次方以后,多出来的有效数字(最后三位的111)都会无法保存,变成0。
Math.pow(2, 53)
// 9007199254740992
// 多出的三个有效数字,将无法保存
9007199254740992111
// 9007199254740992000
3、数值的范围
根据标准,64位浮点数的指数部分的长度是11个二进制位,意味着指数部分的最大值是2047( 211 - 1 )。
也就是说,64位浮点数的指数部分的值最大为2047,分出一半表示负数,则 JavaScript 能够表示的数值范围为 21024 到 2-1023(开区间),超出这个范围的数无法表示。
- 如果一个数大于等于 21024,那么就会发生“正向溢出”,即
JavaScript无法表示这么大的数,这时就会返回Infinity。 - 如果一个数小于等于 2-1075(指数部分最小值
-1023,再加上小数部分的52位),那么就会发生为“负向溢出”,即JavaScript无法表示这么小的数,这时会直接返回0。
Math.pow(2, 1024) // Infinity
Math.pow(2, -1075) // 0
var x = 0.5;
for(var i = 0; i < 25; i++) {
x = x * x;
}
x // 0
Math.pow(0.5,25) // 2.9802322387695312e-8
Number对象的MAX_VALUE和MIN_VALUE属性,返回可以表示的具体的最大值和最小值。
Number.MAX_VALUE // 1.7976931348623157e+308
Number.MIN_VALUE // 5e-324
4、数值的表示法
JavaScript 的数值有多种表示方法,可以用字面形式直接表示,比如35(十进制)和0xFF(十六进制)。
科学计数法
科学计数法允许字母e或E的后面,跟着一个整数,表示这个数值的指数部分。小写的e或者大写的E表示10的指数,正指数后面的+可以省略。
// 123乘以10的3次方
123e3 // 123000
// 123乘以10的-3次方
123e-3 // 0.123
-3.1E+12 // 等同于-3.1e12
小数点前的数字多于21位,自动用科学计数法表示
小数点前的数字多于21位,JavaScript 会自动将数值转为科学计数法表示。
1234567890123456789012 // 1.2345678901234568e+21
123456789012345678901 // 123456789012345680000
小数点后的零多于5个,自动用科学计数法表示
// 小数点后紧跟5个以上的零,
// 就自动转为科学计数法
0.0000003 // 3e-7
// 否则,就保持原来的字面形式
0.000003 // 0.000003
5、数值的进制
使用字面量(literal)直接表示一个数值时,JavaScript 对整数提供四种进制的表示方法:十进制、十六进制、八进制、二进制。
(1)十进制:没有前导`0`的数值。
(2)八进制:有前缀`0o`或`0O`的数值,或者有前导`0`、且只用到`0-7`的八个阿拉伯数字的数值。
(3)十六进制:有前缀`0x`或`0X`的数值。
(4)二进制:有前缀`0b`或`0B`的数值。
默认情况下,JavaScript 内部会自动将八进制、十六进制、二进制转为十进制
0xff // 0xff -> 15x16+15 = 255
0o377 // 0o377 ->3x8x8+7x8+7 = 255
0b11 // 1x2+1 = 3
// 八进制、十六进制、二进制的数值里面,出现不属于该进制的数字,就会报错。
// 十六进制出现了字母z、八进制出现数字8、二进制出现数字2,因此报错。
0xzz // SyntaxError: Invalid or unexpected token
0o88 // SyntaxError: Invalid or unexpected token
0b22 // SyntaxError: Invalid or unexpected token
通常来说,有前导0的数值会被视为八进制,但是如果前导0后面有数字8和9,则该数值被视为十进制。前导0表示八进制,处理时很容易造成混乱,ES5 的严格模式和 ES6,已经废除了这种表示法,浏览器为了兼容以前的代码,目前还继续支持这种表示法。
// 浏览器为了兼容以前的代码,目前还继续支持这种表示法。
0888 // 十进制 - 888
0777 // 八进制 - 511 八进制的前导的o可以省略
6、特殊数值 - 正零和负零
JavaScript 的64位浮点数之中,有一个二进制位是符号位。这意味着,任何一个数都有一个对应的负值,就连0也不例外。
JavaScript 内部实际上存在2个0:一个是+0,一个是-0,区别就是64位浮点数表示法的符号位不同。它们是等价的。
-0 === +0 // true
0 === -0 // true
0 === +0 // true
// 正零和负零都会被当作正常的0
+0 // 0
-0 // 0
(-0).toString() // '0'
(+0).toString() // '0'
// 唯一有区别的场合是,+0或-0当作分母,返回的值是不相等的。
// 除以正零得到+Infinity,除以负零得到-Infinity
(1 / +0) === (1 / -0) // false
1 / +0 // Infinity
1 / -0 // -Infinity
7、特殊数值 - NaN
NaN是 JavaScript 的特殊值,表示“非数字”(Not a Number),主要出现在将字符串解析成数字出错的场合。
// 自动将字符串x转为数值,但是由于x不是数值,所以最后得到结果为NaN,表示它是“非数字”
5 - 'x' // NaN
// 一些数学函数的运算结果会出现NaN
Math.acos(2) // NaN
Math.log(-1) // NaN
Math.sqrt(-1) // NaN
// 0除以0也会得到NaN
0 / 0 // NaN
// NaN不是独立的数据类型,而是一个特殊数值,它的数据类型依然属于Number
typeof NaN // 'number'
运算规则
// `NaN`不等于任何值,包括它本身
NaN === NaN // false
// 数组的indexOf方法内部使用的是严格相等运算符,所以该方法对NaN不成立
[NaN].indexOf(NaN) // -1
// NaN在布尔运算时被当作false
Boolean(NaN) // false
// NaN与任何数(包括它自己)的运算,得到的都是NaN
NaN + 32 // NaN
NaN - 32 // NaN
NaN * 32 // NaN
NaN / 32 // NaN
8、特殊数值 - Infinity
Infinity表示“无穷”,用来表示两种场景。
- 一种是一个正的数值太大,或一个负的数值太小,无法表示;
- 另一种是非
0数值除以0,得到Infinity Infinity有正负之分,Infinity表示正的无穷,-Infinity表示负的无穷。
// 场景一: 表达式的计算结果太大,超出了能够表示的范围,因此返回Infinity
Math.pow(2, 1024)
// Infinity
// 场景二: 0除以0会得到NaN; 非0数值除以0,会返回Infinity
0 / 0 // NaN
1 / 0 // Infinity
// 非零正数除以-0,会得到-Infinity,负数除以-0,会得到Infinity
Infinity === -Infinity // false
1 / -0 // -Infinity
-1 / -0 // Infinity
由于数值正向溢出(overflow)、负向溢出(underflow)和被0除,JavaScript 都不报错,所以单纯的数学运算几乎没有可能抛出错误。
// Infinity大于一切数值(除了NaN),-Infinity小于一切数值(除了NaN)
Infinity > 1000 // true
-Infinity < -1000 // true
// Infinity与NaN比较,总是返回false
Infinity > NaN // false
-Infinity > NaN // false
Infinity < NaN // false
-Infinity < NaN // false
运算规则
// Infinity的四则运算,符合无穷的数学计算规则
5 * Infinity // Infinity
5 - Infinity // -Infinity
Infinity / 5 // Infinity
5 / Infinity // 0
// Infinity加上或乘以Infinity,返回的还是Infinity
Infinity + Infinity // Infinity
Infinity * Infinity // Infinity
// Infinity减去或除以Infinity,得到NaN。
Infinity - Infinity // NaN
Infinity / Infinity // NaN
// 0乘以Infinity,返回NaN
// 0除以Infinity,返回0
// Infinity除以0,返回Infinity。
0 * Infinity // NaN
0 / Infinity // 0
Infinity / 0 // Infinity
// Infinity与null计算时,null会转成0,等同于与0的计算。
null * Infinity // NaN
null / Infinity // 0
Infinity / null // Infinity
// Infinity与undefined计算,返回的都是NaN
undefined + Infinity // NaN
undefined - Infinity // NaN
undefined * Infinity // NaN
undefined / Infinity // NaN
Infinity / undefined // NaN
9、全局方法 - parseInt()
parseInt方法用于将字符串转为十进制的整数。parseInt的返回值只有两种可能,要么是一个十进制整数,要么是NaN。
- 如果
parseInt的参数不是字符串,则会先转为字符串再转换。 - 如果字符串以
0x或0X开头,parseInt会将其按照十六进制数解析。 - 如果字符串以
0开头,将其按照10进制解析。 - 如果
parseInt的参数是十六进制或者八进制数值,则先被转化为十进制,然后再转化为字符串。
parseInt('123') // 123
parseInt('0x10') // 16
parseInt('011') // 11
// 如果字符串头部有空格,空格会被自动去除。
parseInt(' 81') // 81
// 如果parseInt的参数不是字符串,则会先转为字符串再转换。
parseInt(1.23) // 1
// 等同于
parseInt('1.23') // 1
字符串转为整数的时候,是一个个字符依次转换,如果遇到不能转为数字的字符,就不再进行下去,返回已经转好的部分。
// parseInt的参数都是字符串,结果只返回字符串头部可以转为数字的部分。
parseInt('8a') // 8
parseInt('12**') // 12
parseInt('12.34') // 12
parseInt('15e2') // 15
parseInt('15px') // 15
// 如果字符串的第一个字符不能转化为数字(后面跟着数字的正负号除外),返回NaN
parseInt('abc') // NaN
parseInt('.3') // NaN
parseInt('') // NaN
parseInt('+') // NaN
parseInt('+1') // 1
对于那些会自动转为科学计数法的数字,parseInt会将科学计数法的表示方法视为字符串,因此导致一些奇怪的结果。
parseInt(1000000000000000000000.5) // 1
// 等同于
parseInt('1e+21') // 1
parseInt(0.0000008) // 8
// 等同于
parseInt('8e-7') // 8
进制转换
parseInt方法还可以接受第二个参数(2到36之间),表示被解析的值的进制,返回该值对应的十进制数。默认情况下,parseInt的第二个参数为10,即默认是十进制转十进制。
- 如果第二个参数不是数值,会被自动转为一个整数。这个整数只有在
2到36之间,才能得到有意义的结果,超出这个范围,则返回NaN。 - 如果第二个参数是
0、undefined和null,则直接忽略。 - 如果字符串包含对于指定进制无意义的字符,则从最高位开始,只返回可以转换的数值。如果最高位无法转换,则直接返回
NaN。 - 如果
parseInt的第一个参数是十六进制或者八进制数值,则会被先转为十进制,再转为字符串,然后再用第二个参数的进制数解读字符串。
parseInt('1000') // 1000
// 等同于
parseInt('1000', 10) // 1000
// 转换指定进制的数
parseInt('1000', 2) // 8
parseInt('1000', 6) // 216
parseInt('1000', 8) // 512
// 超出这个`2`到`36`范围,则返回NaN
parseInt('10', 37) // NaN
parseInt('10', 1) // NaN
// 第二个参数是0、undefined和null,则直接忽略
parseInt('10', 0) // 10
parseInt('10', null) // 10
parseInt('10', undefined) // 10
// 字符串包含对于指定进制无意义的字符,则从最高位开始,只返回可以转换的数值
parseInt('1546', 2) // 1
// 最高位无法转换,则直接返回`NaN`。
parseInt('546', 2) // NaN
// 十六进制的0x11会被先转为十进制的17,再转为字符串。
// 然后,再用36进制或二进制解读字符串17,最后返回结果43和1。
parseInt(0x11, 36) // 43
parseInt(0x11, 2) // 1
// 等同于
parseInt('17', 36)
parseInt('17', 2)
// 011会被先转为字符串9,因为9不是二进制的有效字符,所以返回NaN
parseInt(011, 2) // NaN
// 字符串'011'直接被当做二进制数处理
parseInt('011', 2) // 3
JavaScript 不再允许将带有前缀0的数字视为八进制数,而是要求忽略这个0。但是,为了保证兼容性,大部分浏览器并没有部署这一条规定。
10、全局方法 - parseFloat()
parseFloat方法用于将一个字符串转为浮点数。
- 如果字符串符合科学计数法,则会进行相应的转换
- 如果字符串包含不能转为浮点数的字符,则不再进行往后转换,返回已经转好的部分。
- 如果参数不是字符串,或者字符串的第一个字符不能转化为浮点数,则返回
NaN。
parseFloat('3.14') // 3.14
// 自动过滤字符串前导的空格
parseFloat('\t\v\r12.34\n ') // 12.34
// 对科学计数法进行转换
parseFloat('314e-2') // 3.14
parseFloat('0.0314E+2') // 3.14
// 只返回有效的转换部分
parseFloat('3.14more non-digit characters') // 3.14
// 第一个字符不能转化为浮点数,则返回NaN
parseFloat([]) // NaN
parseFloat('FF2') // NaN
parseFloat('') // NaN
parseFloat的转换结果不同于Number函数
parseFloat(true) // NaN
Number(true) // 1
parseFloat(null) // NaN
Number(null) // 0
parseFloat('') // NaN
Number('') // 0
parseFloat('123.45#') // 123.45
Number('123.45#') // NaN
11、全局方法 - isNaN()
isNaN方法可以用来判断一个值是否为NaN。isNaN只对数值有效,如果传入其他值,会被先转成数值。
- 传入字符串的时候,字符串会被先转成
NaN,所以最后返回true。 - 使用
isNaN之前,最好判断一下数据类型。 - 对于对象和数组,
isNaN也返回true。 - 对于空数组和只有一个数值成员的数组,
isNaN返回false。
isNaN(NaN) // true
isNaN(123) // false
// 传入字符串的时候,字符串会被先转成NaN,所以最后返回true
isNaN('Hello') // true
// 相当于
isNaN(Number('Hello')) // true
// 对于对象和数组,`isNaN`也返回`true`
isNaN({}) // true
// 等同于
isNaN(Number({})) // true
isNaN(['xzy']) // true
// 等同于
isNaN(Number(['xzy'])) // true
// 对于空数组和只有一个数值成员的数组,isNaN返回false
isNaN([]) // false
isNaN([123]) // false
isNaN(['123']) // false
// 使用`isNaN`之前,最好判断一下数据类型
function myIsNaN(value) {
return typeof value === 'number' && isNaN(value);
}
// 判断NaN更可靠的方法是,利用NaN为唯一不等于自身的值的这个特点,进行判断。
function myIsNaN(value) {
return value !== value;
}
12、全局方法 - isFinite()
isFinite方法返回一个布尔值,表示某个值是否为正常的数值。
- 除了
Infinity、-Infinity、NaN和undefined这几个值会返回false,isFinite对于其他的数值都会返回true
isFinite(Infinity) // false
isFinite(-Infinity) // false
isFinite(NaN) // false
isFinite(undefined) // false
isFinite(null) // true
isFinite(-1) // true