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ES6 數值的擴充1.二進制和八進制表示法2.Number.isFinite(), Number.isNaN()3.Number.parseInt(), Number.parseFloat()4.Number.isInteger()5.Number.EPSILON6.安全整數和 Number.isSafeInteger()7.Math 對象的擴充8.指數運算符

1.二進制和八進制表示法

ES6 提供了二進制和八進制數值的新的寫法,分别用字首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字首0表示,ES6 進一步明确,要使用字首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.
           

如果要将0b和0o字首的字元串數值轉為十進制,要使用Number方法。

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

2.Number.isFinite(), Number.isNaN()

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

Number.isFinite()用來檢查一個數值是否為有限的(finite),即不是Infinity。

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

注意,如果參數類型不是數值,Number.isFinite一律傳回false。

Number.isNaN()用來檢查一個值是否為NaN。

Number.isNaN(NaN) // true
Number.isNaN(15) // false
Number.isNaN('15') // false
Number.isNaN(true) // false
Number.isNaN(9/NaN) // true
Number.isNaN('true' / 0) // true
Number.isNaN('true' / 'true') // true
           

如果參數類型不是NaN,Number.isNaN一律傳回false。

3.Number.parseInt(), Number.parseFloat()

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

// 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,是逐漸減少全局性方法,使得語言逐漸子產品化。

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

4.Number.isInteger()

Number.isInteger()用來判斷一個數值是否為整數。

Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.1) // false
           

JavaScript 内部,整數和浮點數采用的是同樣的儲存方法,是以 25 和 25.0 被視為同一個值。

Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.0) // true
           

如果參數不是數值,Number.isInteger傳回false。

Number.isInteger() // false
Number.isInteger(null) // false
Number.isInteger('15') // false
Number.isInteger(true) // false
           

注意,由于 JavaScript 采用 IEEE 754 标準,數值存儲為64位雙精度格式,數值精度最多可以達到 53 個二進制位(1 個隐藏位與 52 個有效位)。如果數值的精度超過這個限度,第54位及後面的位就會被丢棄,這種情況下,Number.isInteger可能會誤判。

上面代碼中,Number.isInteger的參數明明不是整數,但是會傳回true。原因就是這個小數的精度達到了小數點後16個十進制位,轉成二進制位超過了53個二進制位,導緻最後的那個2被丢棄了。

類似的情況還有,如果一個數值的絕對值小于Number.MIN_VALUE(5E-324),即小于 JavaScript 能夠分辨的最小值,會被自動轉為 0。這時,Number.isInteger也會誤判。

Number.isInteger(5E-324) // false
Number.isInteger(5E-325) // true
           

上面代碼中,5E-325由于值太小,會被自動轉為0,是以傳回true。

總之,如果對資料精度的要求較高,不建議使用Number.isInteger()判斷一個數值是否為整數。

5.Number.EPSILON

ES6 在Number對象上面,新增一個極小的常量Number.EPSILON。根據規格,它表示 1 與大于 1 的最小浮點數之間的差。

對于 64 位浮點數來說,大于 1 的最小浮點數相當于二進制的1.00…001,小數點後面有連續 51 個零。這個值減去 1 之後,就等于 2 的 -52 次方。

Number.EPSILON === Math.pow(2, -52)
// true
Number.EPSILON
// 2.220446049250313e-16
Number.EPSILON.toFixed(20)
// "0.00000000000000022204"
           

Number.EPSILON實際上是 JavaScript 能夠表示的最小精度。誤差如果小于這個值,就可以認為已經沒有意義了,即不存在誤差了。

引入一個這麼小的量的目的,在于為浮點數計算,設定一個誤差範圍。我們知道浮點數計算是不精确的。

0.1 + 0.2
// 0.30000000000000004

0.1 + 0.2 - 0.3
// 5.551115123125783e-17

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

上面代碼解釋了,為什麼比較0.1 + 0.2與0.3得到的結果是false。

Number.EPSILON可以用來設定“能夠接受的誤差範圍”。比如,誤差範圍設為 2 的-50 次方(即Number.EPSILON * Math.pow(2, 2)),即如果兩個浮點數的差小于這個值,我們就認為這兩個浮點數相等。

5.551115123125783e-17 < Number.EPSILON * Math.pow(2, 2)
// true
           

是以,Number.EPSILON的實質是一個可以接受的最小誤差範圍。

function withinErrorMargin (left, right) {
  return Math.abs(left - right) < Number.EPSILON * Math.pow(2, 2);
}

0.1 + 0.2 === 0.3 // false
withinErrorMargin(0.1 + 0.2, 0.3) // true

1.1 + 1.3 === 2.4 // false
withinErrorMargin(1.1 + 1.3, 2.4) // true
           

上面的代碼為浮點數運算,部署了一個誤差檢查函數。

6.安全整數和 Number.isSafeInteger()

JavaScript 能夠準确表示的整數範圍在-253到253之間(不含兩個端點),超過這個範圍,無法精确表示這個值。

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 次方之後,一個數就不精确了。

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

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 JavaScript 能夠精确表示的極限。

Number.isSafeInteger()則是用來判斷一個整數是否落在這個範圍之内。

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
           

這個函數的實作很簡單,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範圍内,不要隻驗證運算結果,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
// 傳回結果 9007199254740002
// 正确答案應該是 9007199254740003
           

上面代碼中,9007199254740993不是一個安全整數,但是Number.isSafeInteger會傳回結果,顯示計算結果是安全的。這是因為,這個數超出了精度範圍,導緻在計算機内部,以9007199254740992的形式儲存。

9007199254740993 === 9007199254740992
// true
           

是以,如果隻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!');
}

trusty(9007199254740993, 990, 9007199254740993 - 990)
// RangeError: Operation cannot be trusted!

trusty(1, 2, 3)
// 3
           

7.Math 對象的擴充

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态方法,隻能在 Math 對象上調用。

Math.trunc()

Math.trunc方法用于去除一個數的小數部分,傳回整數部分。

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内部使用Number方法将其先轉為數值。

Math.trunc('123.456') // 123
Math.trunc(true) //1
Math.trunc(false) // 0
Math.trunc(null) // 0
           

對于空值和無法截取整數的值,傳回NaN。

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

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模拟。

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,會先将其轉換為數值。

它會傳回五種值。

  1. 參數為正數,傳回+1;
  2. 參數為負數,傳回-1;
  3. 參數為 0,傳回0;
  4. 參數為-0,傳回-0;
  5. 其他值,傳回NaN。
Math.sign(-5) // -1
Math.sign(5) // +1
Math.sign(0) // +0
Math.sign(-0) // -0
Math.sign(NaN) // NaN
           

如果參數是非數值,會自動轉為數值。對于那些無法轉為數值的值,會傳回NaN。

Math.sign('')  // 0
Math.sign(true)  // +1
Math.sign(false)  // 0
Math.sign(null)  // 0
Math.sign('9')  // +1
Math.sign('foo')  // NaN
Math.sign()  // NaN
Math.sign(undefined)  // NaN
           

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模拟。

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方法内部也是先使用Number方法将其轉為數值。

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拟。

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

Math.clz32()

Math.clz32()方法将參數轉為 32 位無符号整數的形式,然後這個 32 位值裡面有多少個前導 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,是以有 32 個前導 0;1 的二進制形式是0b1,隻占 1 位,是以 32 位之中有 31 個前導 0;1000 的二進制形式是0b1111101000,一共有 10 位,是以 32 位之中有 22 個前導 0。

clz32這個函數名就來自”count leading zero bits in 32-bit binary representation of a number“(計算一個數的 32 位二進制形式的前導 0 的個數)的縮寫。

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方法隻考慮整數部分。

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

對于空值或其他類型的值,Math.clz32方法會将它們先轉為數值,然後再計算。

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.fround()

Math.fround方法傳回一個數的32位單精度浮點數形式。

ES6 數值的擴充1.二進制和八進制表示法2.Number.isFinite(), Number.isNaN()3.Number.parseInt(), Number.parseFloat()4.Number.isInteger()5.Number.EPSILON6.安全整數和 Number.isSafeInteger()7.Math 對象的擴充8.指數運算符

Math.fround方法的主要作用,是将64位雙精度浮點數轉為32位單精度浮點數。如果小數的精度超過24個二進制位,傳回值就會不同于原值,否則傳回值不變(即與64位雙精度值一緻)。

// 未丢失有效精度
Math.fround(1.125) // 1.125
Math.fround(7.25)  // 7.25

// 丢失精度
Math.fround(0.3)   // 0.30000001192092896
Math.fround(0.7)   // 0.699999988079071
Math.fround(1.0000000123) // 1
           

對于 NaN 和 Infinity,此方法傳回原值。對于其它類型的非數值,Math.fround 方法會先将其轉為數值,再傳回單精度浮點數。

Math.fround(NaN)      // NaN
Math.fround(Infinity) // Infinity

Math.fround('5')      // 5
Math.fround(true)     // 1
Math.fround(null)     // 0
Math.fround([])       // 0
Math.fround({})       // NaN
           

對于沒有部署這個方法的環境,可以用下面的代碼模拟。

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

Math.hypot()

Math.hypot方法傳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方法會将其轉為數值。隻要有一個參數無法轉為數值,就會傳回 NaN。

對數方法

ES6 新增了 4 個對數相關方法。

1).Math.expm1()

ES6 數值的擴充1.二進制和八進制表示法2.Number.isFinite(), Number.isNaN()3.Number.parseInt(), Number.parseFloat()4.Number.isInteger()5.Number.EPSILON6.安全整數和 Number.isSafeInteger()7.Math 對象的擴充8.指數運算符
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拟。

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

2).Math.log1p()

Math.log1p(x)方法傳回1 + x的自然對數,即Math.log(1 + x)。如果x小于-1,傳回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拟。

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

3).Math.log10()

Math.log10(x)傳回以 10 為底的x的對數。如果x小于 0,則傳回 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拟。

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

4).Math.log2()

Math.log2(x)傳回以 2 為底的x的對數。如果x小于 0,則傳回 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拟。

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

雙曲函數方法

ES6 新增了 6 個雙曲函數方法。

  1. Math.sinh(x) 傳回x的雙曲正弦(hyperbolic sine)
  2. Math.cosh(x) 傳回x的雙曲餘弦(hyperbolic cosine)
  3. Math.tanh(x) 傳回x的雙曲正切(hyperbolic tangent)
  4. Math.asinh(x) 傳回x的反雙曲正弦(inverse hyperbolic sine)
  5. Math.acosh(x) 傳回x的反雙曲餘弦(inverse hyperbolic cosine)
  6. Math.atanh(x) 傳回x的反雙曲正切(inverse hyperbolic tangent)

8.指數運算符

ES2016 新增了一個指數運算符(**)。

2 ** 2 // 4
2 ** 3 // 8
           

這個運算符的一個特點是右結合,而不是常見的左結合。多個指數運算符連用時,是從最右邊開始計算的。

// 相當于 2 ** (3 ** 2)
2 ** 3 ** 2
// 512
           

上面代碼中,首先計算的是第二個指數運算符,而不是第一個。

指數運算符可以與等号結合,形成一個新的指派運算符(**=)。

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,V8 引擎的指數運算符與Math.pow的實作不相同,對于特别大的運算結果,兩者會有細微的差異。

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

99 ** 99
// 3.697296376497268e+197
           

上面代碼中,兩個運算結果的最後一位有效數字是有差異的。

es6