二进制和八进制表示法
ES6 提供了二进制和八进制数值的新的写法,分别用前缀0b
(或0B
)和0o
(或0O
)表示。
0b111110111 === 503 // true
0o767 === 503 // true
从 ES5 开始,在严格模式之中,八进制就不再允许使用前缀0
表示,ES6 进一步明确,要使用前缀0o
表示。
// 非严格模式
(function(){
console.log(0o11 === 011);
})() // true
// 严格模式
(function(){
'use strict';
console.log(0o11 === 011);
})() // Uncaught SyntaxError: Octal literals are not allowed in strict mode.
如果要将0b
和0o
前缀的字符串数值转为十进制,要使用Number
方法。
Number('0b111') // 7
Number('0o10') // 8
Number.isFinite(), Number.isNaN()
ES6 在Number
对象上,新提供了Number.isFinite()
和Number.isNaN()
两个方法。
Number.isFinite()
用来检查一个数值是否为有限的(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,如果参数类型不是数值,Number.isFinite
一律返回false
。
Number.isNaN()
用来检查一个值是否为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
如果参数类型不是NaN
,Number.isNaN
一律返回false
。
它们与传统的全局方法isFinite()
和isNaN()
的区别在于,传统方法先调用Number()
将非数值的值转为数值,再进行判断,而这两个新方法只对数值有效,Number.isFinite()
对于非数值一律返回false
, Number.isNaN()
只有对于NaN
才返回true
,非NaN
一律返回false
。
isFinite(25) // true
isFinite("25") // true
Number.isFinite(25) // true
Number.isFinite("25") // false
isNaN(NaN) // true
isNaN("NaN") // true
Number.isNaN(NaN) // true
Number.isNaN("NaN") // false
Number.isNaN(1) // false
Number.parseInt(), Number.parseFloat()
ES6 将全局方法parseInt()
和parseFloat()
,移植到Number
对象上面,行为完全保持不变。
// ES5的写法
parseInt('12.34') // 12
parseFloat('123.45#') // 123.45
// ES6的写法
Number.parseInt('12.34') // 12
Number.parseFloat('123.45#') // 123.45
这样做的目的,是逐步减少全局性方法,使得语言逐步模块化。
Number.parseInt === parseInt // true
Number.parseFloat === parseFloat // true
Number.isInteger()
Number.isInteger()
用来判断一个数值是否为整数。
Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.1) // false
JavaScript 内部,整数和浮点数采用的是同样的储存方法,所以 25 和 25.0 被视为同一个值。
Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.0) // true
如果参数不是数值,Number.isInteger
返回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 标准,数值存储为64位双精度格式,数值精度最多可以达到 53 个二进制位(1 个隐藏位与 52 个有效位)。如果数值的精度超过这个限度,第54位及后面的位就会被丢弃,这种情况下,Number.isInteger
可能会误判。
Number.isInteger(3.0000000000000002) // true
上面代码中,Number.isInteger
的参数明明不是整数,但是会返回true
。原因就是这个小数的精度达到了小数点后16个十进制位,转成二进制位超过了53个二进制位,导致最后的那个2
被丢弃了。
类似的情况还有,如果一个数值的绝对值小于Number.MIN_VALUE
(5E-324),即小于 JavaScript 能够分辨的最小值,会被自动转为 0。这时,Number.isInteger
也会误判。
Number.isInteger(5E-324) // false
Number.isInteger(5E-325) // true
上面代码中,5E-325
由于值太小,会被自动转为0,因此返回true
。
总之,如果对数据精度的要求较高,不建议使用Number.isInteger()
判断一个数值是否为整数。
Number.EPSILON
ES6 在Number
对象上面,新增一个极小的常量Number.EPSILON
。根据规格,它表示 1 与大于 1 的最小浮点数之间的差。
对于 64 位浮点数来说,大于 1 的最小浮点数相当于二进制的1.00..001
,小数点后面有连续 51 个零。这个值减去 1 之后,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
实际上是 JavaScript 能够表示的最小精度。误差如果小于这个值,就可以认为已经没有意义了,即不存在误差了。
引入一个这么小的量的目的,在于为浮点数计算,设置一个误差范围。我们知道浮点数计算是不精确的。
0.1 + 0.2
// 0.30000000000000004
0.1 + 0.2 - 0.3
// 5.551115123125783e-17
5.551115123125783e-17.toFixed(20)
// '0.00000000000000005551'
上面代码解释了,为什么比较0.1 + 0.2
与0.3
得到的结果是false
。
0.1 + 0.2 === 0.3 // false
Number.EPSILON
可以用来设置“能够接受的误差范围”。比如,误差范围设为 2 的-50 次方(即Number.EPSILON * Math.pow(2, 2)
),即如果两个浮点数的差小于这个值,我们就认为这两个浮点数相等。
5.551115123125783e-17 < Number.EPSILON * Math.pow(2, 2)
// true
因此,Number.EPSILON
的实质是一个可以接受的最小误差范围。
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
上面的代码为浮点数运算,部署了一个误差检查函数。
安全整数和 Number.isSafeInteger()
JavaScript 能够准确表示的整数范围在-2^53
到2^53
之间(不含两个端点),超过这个范围,无法精确表示这个值。
Math.pow(2, 53) // 9007199254740992
9007199254740992 // 9007199254740992
9007199254740993 // 9007199254740992
Math.pow(2, 53) === Math.pow(2, 53) + 1
// true
上面代码中,超出 2 的 53 次方之后,一个数就不精确了。
ES6 引入了Number.MAX_SAFE_INTEGER
和Number.MIN_SAFE_INTEGER
这两个常量,用来表示这个范围的上下限。
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
上面代码中,可以看到 JavaScript 能够精确表示的极限。
Number.isSafeInteger()
则是用来判断一个整数是否落在这个范围之内。
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
这个函数的实现很简单,就是跟安全整数的两个边界值比较一下。
Number.isSafeInteger = function (n) {
return (typeof n === 'number' &&
Math.round(n) === n &&
Number.MIN_SAFE_INTEGER <= n &&
n <= Number.MAX_SAFE_INTEGER);
}
实际使用这个函数时,需要注意。验证运算结果是否落在安全整数的范围内,不要只验证运算结果,而要同时验证参与运算的每个值。
Number.isSafeInteger(9007199254740993)
// false
Number.isSafeInteger(990)
// true
Number.isSafeInteger(9007199254740993 - 990)
// true
9007199254740993 - 990
// 返回结果 9007199254740002
// 正确答案应该是 9007199254740003
上面代码中,9007199254740993
不是一个安全整数,但是Number.isSafeInteger
会返回结果,显示计算结果是安全的。这是因为,这个数超出了精度范围,导致在计算机内部,以9007199254740992
的形式储存。
9007199254740993 === 9007199254740992
// true
所以,如果只验证运算结果是否为安全整数,很可能得到错误结果。下面的函数可以同时验证两个运算数和运算结果。
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
Math 对象的扩展
ES6 在 Math 对象上新增了 17 个与数学相关的方法。所有这些方法都是静态方法,只能在 Math 对象上调用。
Math.trunc()
Math.trunc
方法用于去除一个数的小数部分,返回整数部分。
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
对于非数值,Math.trunc
内部使用Number
方法将其先转为数值。
Math.trunc('123.456') // 123
Math.trunc(true) //1
Math.trunc(false) // 0
Math.trunc(null) // 0
对于空值和无法截取整数的值,返回NaN
。
Math.trunc(NaN); // NaN
Math.trunc('foo'); // NaN
Math.trunc(); // NaN
Math.trunc(undefined) // NaN
对于没有部署这个方法的环境,可以用下面的代码模拟。
Math.trunc = Math.trunc || function(x) {
return x < 0 ? Math.ceil(x) : Math.floor(x);
};
Math.sign()
Math.sign
方法用来判断一个数到底是正数、负数、还是零。对于非数值,会先将其转换为数值。
它会返回五种值。
- 参数为正数,返回
+1
; - 参数为负数,返回
-1
; - 参数为 0,返回
0
; - 参数为-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
如果参数是非数值,会自动转为数值。对于那些无法转为数值的值,会返回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
对于没有部署这个方法的环境,可以用下面的代码模拟。
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
方法用于计算一个数的立方根。
Math.cbrt(-1) // -1
Math.cbrt(0) // 0
Math.cbrt(1) // 1
Math.cbrt(2) // 1.2599210498948734
对于非数值,Math.cbrt
方法内部也是先使用Number
方法将其转为数值。
Math.cbrt('8') // 2
Math.cbrt('hello') // NaN
对于没有部署这个方法的环境,可以用下面的代码模拟。
Math.cbrt = Math.cbrt || function(x) {
var y = Math.pow(Math.abs(x), 1/3);
return x < 0 ? -y : y;
};
Math.clz32()
Math.clz32()
方法将参数转为 32 位无符号整数的形式,然后返回这个 32 位值里面有多少个前导 0。
Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(1000) // 22
Math.clz32(0b01000000000000000000000000000000) // 1
Math.clz32(0b00100000000000000000000000000000) // 2
上面代码中,0 的二进制形式全为 0,所以有 32 个前导 0;1 的二进制形式是0b1
,只占 1 位,所以 32 位之中有 31 个前导 0;1000 的二进制形式是0b1111101000
,一共有 10 位,所以 32 位之中有 22 个前导 0。
clz32
这个函数名就来自”count leading zero bits in 32-bit binary representation of a number“(计算一个数的 32 位二进制形式的前导 0 的个数)的缩写。
左移运算符(<<
)与Math.clz32
方法直接相关。
Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(1 << 1) // 30
Math.clz32(1 << 2) // 29
Math.clz32(1 << 29) // 2
对于小数,Math.clz32
方法只考虑整数部分。
Math.clz32(3.2) // 30
Math.clz32(3.9) // 30
对于空值或其他类型的值,Math.clz32
方法会将它们先转为数值,然后再计算。
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
方法返回两个数以 32 位带符号整数形式相乘的结果,返回的也是一个 32 位的带符号整数。
Math.imul(2, 4) // 8
Math.imul(-1, 8) // -8
Math.imul(-2, -2) // 4
如果只考虑最后 32 位,大多数情况下,Math.imul(a, b)
与a b
的结果是相同的,即该方法等同于(a b)|0
的效果(超过 32 位的部分溢出)。之所以需要部署这个方法,是因为 JavaScript 有精度限制,超过 2 的 53 次方的值无法精确表示。这就是说,对于那些很大的数的乘法,低位数值往往都是不精确的,Math.imul
方法可以返回正确的低位数值。
(0x7fffffff * 0x7fffffff)|0 // 0
上面这个乘法算式,返回结果为 0。但是由于这两个二进制数的最低位都是 1,所以这个结果肯定是不正确的,因为根据二进制乘法,计算结果的二进制最低位应该也是 1。这个错误就是因为它们的乘积超过了 2 的 53 次方,JavaScript 无法保存额外的精度,就把低位的值都变成了 0。Math.imul
方法可以返回正确的值 1。
Math.imul(0x7fffffff, 0x7fffffff) // 1
Math.fround()
Math.fround
方法返回一个数的32位单精度浮点数形式。
对于32位单精度格式来说,数值精度是24个二进制位(1 位隐藏位与 23 位有效位),所以对于 -224 至 224 之间的整数(不含两个端点),返回结果与参数本身一致。
Math.fround(0) // 0
Math.fround(1) // 1
Math.fround(2 ** 24 - 1) // 16777215
如果参数的绝对值大于 224,返回的结果便开始丢失精度。
Math.fround(2 ** 24) // 16777216
Math.fround(2 ** 24 + 1) // 16777216
Math.fround
方法的主要作用,是将64位双精度浮点数转为32位单精度浮点数。如果小数的精度超过24个二进制位,返回值就会不同于原值,否则返回值不变(即与64位双精度值一致)。
// 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
对于 NaN
和 Infinity
,此方法返回原值。对于其它类型的非数值,Math.fround
方法会先将其转为数值,再返回单精度浮点数。
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
对于没有部署这个方法的环境,可以用下面的代码模拟。
Math.fround = Math.fround || function (x) {
return new Float32Array([x])[0];
};
Math.hypot()
Math.hypot
方法返回所有参数的平方和的平方根。
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
上面代码中,3 的平方加上 4 的平方,等于 5 的平方。
如果参数不是数值,Math.hypot
方法会将其转为数值。只要有一个参数无法转为数值,就会返回 NaN。
对数方法
ES6 新增了 4 个对数相关方法。
(1) Math.expm1()
Math.expm1(x)
返回 ex – 1,即Math.exp(x) - 1
。
Math.expm1(-1) // -0.6321205588285577
Math.expm1(0) // 0
Math.expm1(1) // 1.718281828459045
对于没有部署这个方法的环境,可以用下面的代码模拟。
Math.expm1 = Math.expm1 || function(x) {
return Math.exp(x) - 1;
};
(2)Math.log1p()
Math.log1p(x)
方法返回1 + x
的自然对数,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
对于没有部署这个方法的环境,可以用下面的代码模拟。
Math.log1p = Math.log1p || function(x) {
return Math.log(1 + x);
};
(3)Math.log10()
Math.log10(x)
返回以 10 为底的x
的对数。如果x
小于 0,则返回 NaN。
Math.log10(2) // 0.3010299956639812
Math.log10(1) // 0
Math.log10(0) // -Infinity
Math.log10(-2) // NaN
Math.log10(100000) // 5
对于没有部署这个方法的环境,可以用下面的代码模拟。
Math.log10 = Math.log10 || function(x) {
return Math.log(x) / Math.LN10;
};
(4)Math.log2()
Math.log2(x)
返回以 2 为底的x
的对数。如果x
小于 0,则返回 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
对于没有部署这个方法的环境,可以用下面的代码模拟。
Math.log2 = Math.log2 || function(x) {
return Math.log(x) / Math.LN2;
};
双曲函数方法
ES6 新增了 6 个双曲函数方法。
Math.sinh(x)
返回x
的双曲正弦(hyperbolic sine)Math.cosh(x)
返回x
的双曲余弦(hyperbolic cosine)Math.tanh(x)
返回x
的双曲正切(hyperbolic tangent)Math.asinh(x)
返回x
的反双曲正弦(inverse hyperbolic sine)Math.acosh(x)
返回x
的反双曲余弦(inverse hyperbolic cosine)Math.atanh(x)
返回x
的反双曲正切(inverse hyperbolic tangent)
指数运算符
ES2016 新增了一个指数运算符(**
)。
2 ** 2 // 4
2 ** 3 // 8
这个运算符的一个特点是右结合,而不是常见的左结合。多个指数运算符连用时,是从最右边开始计算的。
// 相当于 2 ** (3 ** 2)
2 ** 3 ** 2
// 512
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上面代码中,首先计算的是第二个指数运算符,而不是第一个。
指数运算符可以与等号结合,形成一个新的赋值运算符(**=
)。
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 引擎的指数运算符与Math.pow
的实现不相同,对于特别大的运算结果,两者会有细微的差异。
Math.pow(99, 99)
// 3.697296376497263e+197
99 ** 99
// 3.697296376497268e+197
上面代码中,两个运算结果的最后一位有效数字是有差异的。