理解 JavaScript 中的 BigInt

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在 JavaScript 中，數字傳統上使用 Number 類型表示，該類型遵循雙精度浮點運算的 IEEE 754 標準。這種表示法雖然用途廣泛，但有一個限制：它只能安全​​地表示最多 (2^{53} - 1)（或 (9,007,199,254,740,991)）的整數。對於需要更大整數的應用程序，JavaScript 透過 BigInt 類型引入了解決方案。

什麼是 BigInt？

BigInt 是 JavaScript 中的內建對象，它提供了一種表示大於 Number 類型可以處理的整數的方法。與Number 不同，Number 適合浮點運算，並且可以處理大約（-1.8 乘以10^{308}）到（1.8 乘以10^{308}）之間的值，BigInt 是專門為任意精度整數運算而設計的。 🎜>

建立 BigInt 值

有幾種方法可以建立 BigInt 值：

1. 使用 BigInt 建構子：

   const bigIntValue = BigInt(123456789012345678901234567890);

請注意，BigInt 接受字串和數字，但使用數字時，它們應該在 Number 類型的範圍內。

1. 使用 BigInt 文字： BigInt 文字有 n 字尾：

   const bigIntLiteral = 123456789012345678901234567890n;

這是直接定義 BigInt 值的更簡潔的方法。

使用 BigInt 進行操作

BigInt 支援大多數標準算術運算符。以下是簡要概述：

• 加法(+)

  const a = 10n;
  const b = 20n;
  const sum = a + b; // 30n

• 減法 (-)

  const difference = b - a; // 10n

• 乘法 (*)

  const product = a * b; // 200n

• 部門(/)

  const quotient = b / 3n; // 6n (Note: Division results in a `BigInt` which is truncated towards zero)

• 模數 (%)

  const remainder = b % 3n; // 2n

• 求冪 (``)**

  const power = a ** 3n; // 1000n

比較和平等

BigInt 可以使用標準比較運算子來比較。請注意，BigInt 值和 Number 值不能直接比較：

const a = 10n;
const b = 10;
console.log(a == b); // false
console.log(a === BigInt(b)); // true

BigInt 與 Number 之間的轉換

BigInt 和 Number 之間的轉換可以使用明確轉換方法來完成：

• 從 BigInt 到 Number：

  const bigIntValue = 123n;
  const numberValue = Number(bigIntValue);

注意：如果 BigInt 值太大，這可能會失去精確度。

• 從數字到 BigInt：

  const numberValue = 123;
  const bigIntValue = BigInt(numberValue);

限制和注意事項

1. 混合操作： 如果沒有明確轉換，則不能在算術運算中混合使用 BigInt 和 Number：

   const a = 10n;
   const b = 5;
   // The following line will throw a TypeError
   const result = a + b; 

1. JSON 支援： JSON 序列化不直接支援 BigInt。嘗試對 BigInt 值進行字串化將導致 TypeError：

   const bigIntValue = 123n;
   JSON.stringify(bigIntValue); // Throws TypeError

要處理 JSON 中的 BigInt，您可能需要先將其轉換為字串：

   const bigIntValue = 123n;
   const jsonString = JSON.stringify({ value: bigIntValue.toString() });

1. 性能： 雖然 BigInt 提供任意精確度，但由於處理較大整數的複雜性，與 Number 運算相比，它可能會更慢。

使用案例

BigInt 在大整數精確度至關重要的場景中特別有用，例如：

密碼學
大規模計算（例如金融應用）
科學計算中的高精度算術

結論

BigInt 是 JavaScript 的強大補充，擴展了其處理整數的能力，超越了 Number 類型的限制。了解其操作、限制和適當的用例有助於在需要大整數計算的應用程式中利用其優勢。

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