ES6數字擴展 - xiaohuochai－IT工程師數位筆記本

文章出處

前面的話

　　本文將詳細介紹ES6數字擴展

指數運算符

　　ES2016引入的唯一一個JS語法變化是求冪運算符，它是一種將指數應用于基數的數學運算。JS已有的Math.pow()方法可以執行求冪運算，但它也是為數不多的需要通過方法而不是正式的運算符來進行求冪

　　求冪運算符是兩個星號(**)左操作數是基數，右操作數是指數

let result = 5 ** 2;
console.log(result) // 25
console.log(result === Math.pow(5,2) ) // true

　　指數運算符可以與等號結合，形成一個新的賦值運算符（**=）

let a = 1.5;
a **= 2;
// 等同于 a = a * a;

let b = 4;
b **= 3;
// 等同于 b = b * b * b;

　　[注意]在 V8 引擎中，指數運算符與Math.pow的實現不相同，對于特別大的運算結果，兩者會有細微的差異

Math.pow(99, 99) // 3.697296376497263e+197

99 ** 99 // 3.697296376497268e+197

【運算順序】

　　求冪運算符具有JS中所有二進制運算符的優先級(一元運算符的優先級高于**)，這意味著它首先應用于所有復合操作

let result = 2 * 5 ** 2
console.log(result) // 50

　　先計算5²，然后將得到的值乘以2，最終結果為50

【運算限制】

　　取冪運算符確實有其他運算符沒有的一些不尋常的限制，它左側的一元表達式只能使用++或--

//語法錯誤
let result =-5 ** 2

　　此示例中的-5的寫法是一個語法錯誤，因為運算的順序是不明確的。-是只適用于5呢，還是適用于表達式5**2的結果？禁用求冪運算符左側的二元表達式可以消除歧義。要明確指明意圖，需要用括號包裹-5或5**2

//可以包裹5**2
let result1 =-(5 ** 2) //-25

//也可以包裹-5
let result2 = (-5) ** 2 // 等于25

　　如果在表達式兩端放置括號，則-將應用于整個表達式；如果在-5兩端放置括號，則表明想計算-5的二次幕

　　在求幕運算符左側無須用括號就可以使用++和--，因為這兩個運算符都明確定義了作用于操作數的行為。前綴++或--會在其他所有操作發生之前更改操作數，而后綴版本直到整個表達式被計算過后才會進行改變。這兩個用法在運算付左側都是安全的

let num1 = 2,
    num2 = 2;
console.log(++num1 ** 2) // 9
console.log(num1) // 3
console.log(num2--** 2) // 4
console.log(num2) // 1

　　在這個示例中，num1在應用取冪運算符之前先加1，所以num1變為3，運算結果為9；而num2取冪運算的值保持為2，之后再減1

不同進制

　　ES6 提供了二進制和八進制數值的新的寫法，分別用前綴0b（或0B）和0o（或0O）表示

0b111110111 === 503 // true
0o767 === 503 // true

　　從 ES5 開始，在嚴格模式之中，八進制就不再允許使用前綴0表示，ES6 進一步明確，要使用前綴0o表示

// 非嚴格模式
(function(){
  console.log(0o11 === 011);
})() // true

// 嚴格模式
(function(){
  'use strict';
  console.log(0o11 === 011);
})() // Uncaught SyntaxError: Octal literals are not allowed in strict mode.

　　如果要將0b和0o前綴的字符串數值轉為十進制，要使用Number方法

Number('0b111')  // 7
Number('0o10')  // 8

Number方法

　　ES6 在Number對象上，新提供了Number.isFinite()和Number.isNaN()兩個方法

【Number.isFinite()】

　　Number.isFinite()用來檢查一個數值是否為有限的（finite）

console.log( Number.isFinite(15)); // true
console.log( Number.isFinite(0.8)); // true
console.log( Number.isFinite(NaN)); // false
console.log( Number.isFinite(Infinity)); // false
console.log( Number.isFinite(-Infinity)); // false
console.log( Number.isFinite('foo')); // false
console.log( Number.isFinite('15')); // false
console.log( Number.isFinite(true)); // false

　　與原有的isFinite()方法的不同之處在于，Number.isFinite()方法沒有隱式的Number()類型轉換，對于非數值一律返回false

console.log(isFinite(15)); // true
console.log(isFinite(0.8)); // true
console.log(isFinite(NaN)); // false
console.log(isFinite(Infinity)); // false
console.log(isFinite(-Infinity)); // false
console.log(isFinite('foo')); // false
console.log(isFinite('15')); // true
console.log(isFinite(true)); // true

　　ES5 可以通過下面的代碼，部署Number.isFinite方法

(function (global) {
  var global_isFinite = global.isFinite;

  Object.defineProperty(Number, 'isFinite', {
    value: function isFinite(value) {
      return typeof value === 'number' && global_isFinite(value);
    },
    configurable: true,
    enumerable: false,
    writable: true
  });
})(this);

【Number.isNaN()】

　　Number.isNaN()用來檢查一個值是否為NaN

console.log(Number.isNaN('true')); //false
console.log(Number.isNaN('hello')); //false
console.log(Number.isNaN(NaN)); // true
console.log(Number.isNaN(15)); // false
console.log(Number.isNaN('15')); // false
console.log(Number.isNaN(true)); // false
console.log(Number.isNaN('true'/0)); // true

　　與原有的isNaN()方法不同，不存在隱式的Number()類型轉換，非NaN一律返回false

console.log(isNaN('true')); //true
console.log(isNaN('hello')); //true
console.log(isNaN(NaN)); // true
console.log(isNaN(15)); // false
console.log(isNaN('15')); // false
console.log(isNaN(true)); // false
console.log(isNaN('true'/0)); // true

　　ES6 將全局方法parseInt()和parseFloat()，移植到Number對象上面，行為完全保持不變

【parseInt()】

// ES5的寫法
parseInt('12.34') // 12
parseFloat('123.45#') // 123.45

// ES6的寫法
Number.parseInt('12.34') // 12
Number.parseFloat('123.45#') // 123.45

　　這樣做的目的，是逐步減少全局性方法，使得語言逐步模塊化

Number.parseInt === parseInt // true
Number.parseFloat === parseFloat // true

【Number.isInteger()】

　　Number.isInteger()用來判斷一個值是否為整數。需要注意的是，在JS內部，整數和浮點數是同樣的儲存方法，所以3和3.0被視為同一個值

Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.0) // true
Number.isInteger(25.1) // false
Number.isInteger("15") // false
Number.isInteger(true) // false

　　ES5 可以通過下面的代碼，部署Number.isInteger()

(function (global) {
  var floor = Math.floor,
    isFinite = global.isFinite;

  Object.defineProperty(Number, 'isInteger', {
    value: function isInteger(value) {
      return typeof value === 'number' &&
        isFinite(value) &&
        floor(value) === value;
    },
    configurable: true,
    enumerable: false,
    writable: true
  });
})(this);

Number常量

【Number.EPSILON】

　　ES6在Number對象上面，新增一個極小的常量Number.EPSILON

Number.EPSILON// 2.220446049250313e-16
Number.EPSILON.toFixed(20)// '0.00000000000000022204'

　　引入一個這么小的量的目的，在于為浮點數計算，設置一個誤差范圍

0.1 + 0.2// 0.30000000000000004

0.1 + 0.2 - 0.3// 5.551115123125783e-17

5.551115123125783e-17.toFixed(20)// '0.00000000000000005551'

　　但是如果這個誤差能夠小于Number.EPSILON，我們就可以認為得到了正確結果

5.551115123125783e-17 < Number.EPSILON // true

　　因此，Number.EPSILON的實質是一個可以接受的誤差范圍

function withinErrorMargin (left, right) {
  return Math.abs(left - right) < Number.EPSILON;
}
withinErrorMargin(0.1 + 0.2, 0.3)// true
withinErrorMargin(0.2 + 0.2, 0.3)// false

　　上面的代碼為浮點數運算，部署了一個誤差檢查函數

【安全整數】

　　JS能夠準確表示的整數范圍在-2^53到2^53之間（不含兩個端點），超過這個范圍，無法精確表示這個值

Math.pow(2, 53) // 9007199254740992

9007199254740992  // 9007199254740992
9007199254740993  // 9007199254740992

Math.pow(2, 53) === Math.pow(2, 53) + 1 // true

　　上面代碼中，超出2的53次方之后，一個數就不精確了

【Number.MAX_SAFE_INTEGER、Number.MIN_SAFE_INTEGER】

　　ES6引入了Number.MAX_SAFE_INTEGER和Number.MIN_SAFE_INTEGER這兩個常量，用來表示這個范圍的上下限

Number.MAX_SAFE_INTEGER === Math.pow(2, 53) - 1 // true
Number.MAX_SAFE_INTEGER === 9007199254740991 // true

Number.MIN_SAFE_INTEGER === -Number.MAX_SAFE_INTEGER // true
Number.MIN_SAFE_INTEGER === -9007199254740991 // true

　　上面代碼中，可以看到JS能夠精確表示的極限

【Number.isSafeInteger()】

　　Number.isSafeInteger()則是用來判斷一個整數是否落在這個范圍之內

Number.isSafeInteger('a') // false
Number.isSafeInteger(null) // false
Number.isSafeInteger(NaN) // false
Number.isSafeInteger(Infinity) // false
Number.isSafeInteger(-Infinity) // false

Number.isSafeInteger(3) // true
Number.isSafeInteger(1.2) // false
Number.isSafeInteger(9007199254740990) // true
Number.isSafeInteger(9007199254740992) // false

Number.isSafeInteger(Number.MIN_SAFE_INTEGER - 1) // false
Number.isSafeInteger(Number.MIN_SAFE_INTEGER) // true
Number.isSafeInteger(Number.MAX_SAFE_INTEGER) // true
Number.isSafeInteger(Number.MAX_SAFE_INTEGER + 1) // false

　　這個函數的實現很簡單，就是跟安全整數的兩個邊界值比較一下

Number.isSafeInteger = function (n) {
  return (typeof n === 'number' &&
    Math.round(n) === n &&
    Number.MIN_SAFE_INTEGER <= n &&
    n <= Number.MAX_SAFE_INTEGER);
}

　　實際使用這個函數時，需要注意驗證運算結果是否落在安全整數的范圍內，不要只驗證運算結果，而要同時驗證參與運算的每個值

Number.isSafeInteger(9007199254740993) // false
Number.isSafeInteger(990) // true
Number.isSafeInteger(9007199254740993 - 990)  // true

9007199254740993 - 990
// 返回結果 9007199254740002
// 正確答案應該是 9007199254740003

　　上面代碼中，9007199254740993不是一個安全整數，但是Number.isSafeInteger會返回結果，顯示計算結果是安全的。這是因為，這個數超出了精度范圍，導致在計算機內部，以9007199254740992的形式儲存

9007199254740993 === 9007199254740992 // true

　　所以，如果只驗證運算結果是否為安全整數，很可能得到錯誤結果。下面的函數可以同時驗證兩個運算數和運算結果

function trusty (left, right, result) {
  if (
    Number.isSafeInteger(left) &&
    Number.isSafeInteger(right) &&
    Number.isSafeInteger(result)
  ) {
    return result;
  }
  throw new RangeError('Operation cannot be trusted!');
}
// RangeError: Operation cannot be trusted!
trusty(9007199254740993, 990, 9007199254740993 - 990)

trusty(1, 2, 3)// 3

Math對象

　　ES6在Math對象上新增了17個與數學相關的方法。所有這些方法都是靜態方法，只能在Math對象上調用

【Math.trunc】

　　Math.trunc方法用于去除一個數的小數部分，返回整數部分

Math.trunc(4.1) // 4
Math.trunc(4.9) // 4
Math.trunc(-4.1) // -4
Math.trunc(-4.9) // -4
Math.trunc(-0.1234) // -0

　　對于非數值，Math.trunc內部使用Number方法將其先轉為數值

Math.trunc('123.456')// 123

　　對于空值和無法截取整數的值，返回NaN

Math.trunc(NaN);      // NaN
Math.trunc('foo');    // NaN
Math.trunc();         // NaN

　　對于沒有部署這個方法的環境，可以用下面的代碼模擬

Math.trunc = Math.trunc || function(x) {
  return x < 0 ? Math.ceil(x) : Math.floor(x);
};

【Math.sign】

　　Math.sign方法用來判斷一個數到底是正數、負數、還是零。對于非數值，會先將其轉換為數值

　　它會返回以下五種值

參數為正數，返回+1；
參數為負數，返回-1；
參數為0，返回0；
參數為-0，返回-0;
其他值，返回NaN。

Math.sign(-5) // -1
Math.sign(5) // +1
Math.sign(0) // +0
Math.sign(-0) // -0
Math.sign(NaN) // NaN
Math.sign('9'); // +1
Math.sign('foo'); // NaN
Math.sign();      // NaN

　　對于沒有部署這個方法的環境，可以用下面的代碼模擬

Math.sign = Math.sign || function(x) {
  x = +x; // convert to a number
  if (x === 0 || isNaN(x)) {
    return x;
  }
  return x > 0 ? 1 : -1;
};

【Math.cbrt】

　　Math.cbrt方法用于計算一個數的立方根

Math.cbrt(-1) // -1
Math.cbrt(0)  // 0
Math.cbrt(1)  // 1
Math.cbrt(2)  // 1.2599210498948734

　　對于非數值，Math.cbrt方法內部也是先使用Number方法將其轉為數值

Math.cbrt('8') // 2
Math.cbrt('hello') // NaN

　　對于沒有部署這個方法的環境，可以用下面的代碼模擬

Math.cbrt = Math.cbrt || function(x) {
  var y = Math.pow(Math.abs(x), 1/3);
  return x < 0 ? -y : y;
};

【Math.clz32】

　　JS的整數使用32位二進制形式表示，Math.clz32方法返回一個數的32位無符號整數形式有多少個前導0

Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(1000) // 22
Math.clz32(0b01000000000000000000000000000000) // 1
Math.clz32(0b00100000000000000000000000000000) // 2

　　上面代碼中，0的二進制形式全為0，所以有32個前導0；1的二進制形式是0b1，只占1位，所以32位之中有31個前導0；1000的二進制形式是0b1111101000，一共有10位，所以32位之中有22個前導0

　　左移運算符（<<）與Math.clz32方法直接相關

Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(1 << 1) // 30
Math.clz32(1 << 2) // 29
Math.clz32(1 << 29) // 2

　　對于小數，Math.clz32方法只考慮整數部分

Math.clz32(3.2) // 30
Math.clz32(3.9) // 30

　　對于空值或其他類型的值，Math.clz32方法會將它們先轉為數值，然后再計算

Math.clz32() // 32
Math.clz32(NaN) // 32
Math.clz32(Infinity) // 32
Math.clz32(null) // 32
Math.clz32('foo') // 32
Math.clz32([]) // 32
Math.clz32({}) // 32
Math.clz32(true) // 31

【Math.imul】

　　Math.imul方法返回兩個數以32位帶符號整數形式相乘的結果，返回的也是一個32位的帶符號整數

Math.imul(2, 4)   // 8
Math.imul(-1, 8)  // -8
Math.imul(-2, -2) // 4

　　如果只考慮最后32位，大多數情況下，Math.imul(a, b)與a * b的結果是相同的，即該方法等同于(a * b)|0的效果（超過32位的部分溢出）。之所以需要部署這個方法，是因為JS有精度限制，超過2的53次方的值無法精確表示。這就是說，對于那些很大的數的乘法，低位數值往往都是不精確的，Math.imul方法可以返回正確的低位數值

(0x7fffffff * 0x7fffffff)|0 // 0

　　上面這個乘法算式，返回結果為0。但是由于這兩個二進制數的最低位都是1，所以這個結果肯定是不正確的，因為根據二進制乘法，計算結果的二進制最低位應該也是1。這個錯誤就是因為它們的乘積超過了2的53次方，JS無法保存額外的精度，就把低位的值都變成了0。Math.imul方法可以返回正確的值1

Math.imul(0x7fffffff, 0x7fffffff) // 1

【Math.fround】

　　Math.fround方法返回一個數的單精度浮點數形式

Math.fround(0)     // 0
Math.fround(1)     // 1
Math.fround(1.337) // 1.3370000123977661
Math.fround(1.5)   // 1.5
Math.fround(NaN)   // NaN

　　對于整數來說，Math.fround方法返回結果不會有任何不同，區別主要是那些無法用64個二進制位精確表示的小數。這時，Math.fround方法會返回最接近這個小數的單精度浮點數

　　對于沒有部署這個方法的環境，可以用下面的代碼模擬

Math.fround = Math.fround || function(x) {
  return new Float32Array([x])[0];
};

【Math.hypot】

　　Math.hypot方法返回所有參數的平方和的平方根

Math.hypot(3, 4);        // 5
Math.hypot(3, 4, 5);     // 7.0710678118654755
Math.hypot();            // 0
Math.hypot(NaN);         // NaN
Math.hypot(3, 4, 'foo'); // NaN
Math.hypot(3, 4, '5');   // 7.0710678118654755
Math.hypot(-3);          // 3

　　上面代碼中，3的平方加上4的平方，等于5的平方

　　如果參數不是數值，Math.hypot方法會將其轉為數值。只要有一個參數無法轉為數值，就會返回NaN

　　ES6新增了4個對數相關方法

【Math.expm1】

　　Math.expm1(x)返回e^x - 1，即Math.exp(x) - 1

Math.expm1(-1) // -0.6321205588285577
Math.expm1(0)  // 0
Math.expm1(1)  // 1.718281828459045

　　對于沒有部署這個方法的環境，可以用下面的代碼模擬

Math.expm1 = Math.expm1 || function(x) {
  return Math.exp(x) - 1;
};

【Math.log1p(x)】

　　Math.log1p(x)方法返回1 + x的自然對數，即Math.log(1 + x)。如果x小于-1，返回NaN

Math.log1p(1)  // 0.6931471805599453
Math.log1p(0)  // 0
Math.log1p(-1) // -Infinity
Math.log1p(-2) // NaN

　　對于沒有部署這個方法的環境，可以用下面的代碼模擬

Math.log1p = Math.log1p || function(x) {
  return Math.log(1 + x);
};

【Math.log10(x)】

　　Math.log10(x)返回以10為底的x的對數。如果x小于0，則返回NaN

Math.log10(2)      // 0.3010299956639812
Math.log10(1)      // 0
Math.log10(0)      // -Infinity
Math.log10(-2)     // NaN
Math.log10(100000) // 5

　　對于沒有部署這個方法的環境，可以用下面的代碼模擬

Math.log10 = Math.log10 || function(x) {
  return Math.log(x) / Math.LN10;
};

【Math.log2(x)】

　　Math.log2(x)返回以2為底的x的對數。如果x小于0，則返回NaN

Math.log2(3)       // 1.584962500721156
Math.log2(2)       // 1
Math.log2(1)       // 0
Math.log2(0)       // -Infinity
Math.log2(-2)      // NaN
Math.log2(1024)    // 10
Math.log2(1 << 29) // 29

　　對于沒有部署這個方法的環境，可以用下面的代碼模擬

Math.log2 = Math.log2 || function(x) {
  return Math.log(x) / Math.LN2;
};

　　ES6新增了6個雙曲函數方法

Math.sinh(x) 返回x的雙曲正弦（hyperbolic sine）
Math.cosh(x) 返回x的雙曲余弦（hyperbolic cosine）
Math.tanh(x) 返回x的雙曲正切（hyperbolic tangent）
Math.asinh(x) 返回x的反雙曲正弦（inverse hyperbolic sine）
Math.acosh(x) 返回x的反雙曲余弦（inverse hyperbolic cosine）
Math.atanh(x) 返回x的反雙曲正切（inverse hyperbolic tangent）

文章列表