聊聊js的运算精度问题
都知道拿js去做运算肯定会遇到计算精准的问题（或称舍入误差），但是怎么避开这些坑，这里是我从网上整理的方案，欢迎探讨。
精准丢失的原因
计算机的二进制实现和位数限制有些数无法有限表示。就像一些无理数不能有限表示，如 圆周率 3.1415926…，1.3333… 等。JavaScript 使用 64 位存储数字类型，因此超出的会舍去。舍去的部分就是精度丢失的部分。
以下是十进制小数对应的二进制表示
0.1 >> 0.0001 1001 1001 1001…（1001无限循环） 0.2 >> 0.0011 0011 0011 0011…（0011无限循环）
解决方案
如需要更加复杂的计算类库，可以考虑 math.js等知名类库
浮点数（小数）
对于小数，前端出现问题的几率还是很多的，尤其在一些电商网站涉及到金额等数据。解决方式：把小数放到位整数（乘倍数），再缩小回原来倍数（除倍数）转换成整数后的运算结果 不能超过 Math.pow(2,53)
// 0.1 + 0.2 (0.1*10 + 0.2*10) / 10 == 0.3 // true
浮点精准运算
/**
* floatObj 包含加减乘除四个方法，能确保浮点数运算不丢失精度
*
* ** method **
* add / subtract / multiply /divide
*
* ** explame **
* 0.1 + 0.2 == 0.30000000000000004 （多了 0.00000000000004）
* 0.2 + 0.4 == 0.6000000000000001 （多了 0.0000000000001）
* 19.9 * 100 == 1989.9999999999998 （少了 0.0000000000002）
*
* floatObj.add(0.1, 0.2) >> 0.3
* floatObj.multiply(19.9, 100) >> 1990
*
*/
var floatObj = function() {
/*
* 判断obj是否为一个整数
*/
function isInteger(obj) {
return Math.floor(obj) === obj
}
/*
* 将一个浮点数转成整数，返回整数和倍数。如 3.14 >> 314，倍数是 100
* @param floatNum {number} 小数
* @return {object}
* {times:100, num: 314}
*/
function toInteger(floatNum) {
var ret = {times: 1, num: 0}
if (isInteger(floatNum)) {
ret.num = floatNum
return ret
}
var strfi = floatNum + ''
var dotPos = strfi.indexOf('.')
var len = strfi.substr(dotPos+1).length
var times = Math.pow(10, len)
var intNum = parseInt(floatNum * times + 0.5, 10)
ret.times = times
ret.num = intNum
return ret
}
/*
* 核心方法，实现加减乘除运算，确保不丢失精度
* 思路：把小数放大为整数（乘），进行算术运算，再缩小为小数（除）
*
* @param a {number} 运算数1
* @param b {number} 运算数2
* @param digits {number} 精度，保留的小数点数，比如 2, 即保留为两位小数
* @param op {string} 运算类型，有加减乘除（add/subtract/multiply/divide）
*
*/
function operation(a, b, digits, op) {
var o1 = toInteger(a)
var o2 = toInteger(b)
var n1 = o1.num
var n2 = o2.num
var t1 = o1.times
var t2 = o2.times
var max = t1 > t2 ? t1 : t2
var result = null
switch (op) {
case 'add':
if (t1 === t2) { // 两个小数位数相同
result = n1 + n2
} else if (t1 > t2) { // o1 小数位 大于 o2
result = n1 + n2 * (t1 / t2)
} else { // o1 小数位 小于 o2
result = n1 * (t2 / t1) + n2
}
return result / max
case 'subtract':
if (t1 === t2) {
result = n1 - n2
} else if (t1 > t2) {
result = n1 - n2 * (t1 / t2)
} else {
result = n1 * (t2 / t1) - n2
}
return result / max
case 'multiply':
result = (n1 * n2) / (t1 * t2)
return result
case 'divide':
result = (n1 / n2) * (t2 / t1)
return result
}
}
// 加减乘除的四个接口
function add(a, b, digits) {
return operation(a, b, digits, 'add')
}
function subtract(a, b, digits) {
return operation(a, b, digits, 'subtract')
}
function multiply(a, b, digits) {
return operation(a, b, digits, 'multiply')
}
function divide(a, b, digits) {
return operation(a, b, digits, 'divide')
}
// exports
return {
add: add,
subtract: subtract,
multiply: multiply,
divide: divide
}
}();使用方法：
floatTool.add(a,b);//相加 floatTool.subtract(a,b);//相减 floatTool.multiply(a,b);//相乘 floatTool.divide(a,b);//相除
超大整数
虽然运算结果不超过Math.pow(2,53)的整数（9007199254740992）也可以使用上面的方法，但是如果就是有超过的呢，实际场景中可能会是一些批次号、号段之类的需求，这里我也找到了一个解决方案，直接上代码。
在线运算：https://www.shen.ee/math.html
function compare(p, q) {
while (p[0] === '0') {
p = p.substr(1);
}
while (q[0] === '0') {
q = q.substr(1);
}
if (p.length > q.length) {
return 1;
} else if (p.length < q.length) {
return -1;
} else {
let i = 0;
let a, b;
while (1) {
a = parseInt(p.charAt(i));
b = parseInt(q.charAt(i));
if (a > b) {
return 1;
} else if (a < b) {
return -1;
} else if (i === p.length - 1) {
return 0;
}
i++;
}
}
}
function divide(A, B) {
let result = [];
let max = 9;
let point = 5;
let fill = 0;
if (B.length - A.length > 0) {
point += fill = B.length - A.length;
}
for (let i = 0; i < point; i++) {
A += '0';
}
let la = A.length;
let lb = B.length;
let b0 = parseInt(B.charAt(0));
let Adb = A.substr(0, lb);
A = A.substr(lb);
let temp, r;
for (let j = 0; j < la - lb + 1; j++) {
while (Adb[0] === '0') {
Adb = Adb.substr(1);
}
if (Adb.length === lb) {
max = Math.ceil((parseInt(Adb.charAt(0)) + 1) / b0); // 不可能取到这个最大值,1<= max <= 10
} else if (Adb.length > lb) {
max = Math.ceil((parseInt(Adb.substr(0, 2)) + 1) / b0);
} else {
result.push(0);
Adb += A[0];
A = A.substr(1);
continue;
}
for (let i = max - 1; i >= 0; i--) {
if (i === 0) {
result.push(0);
Adb += A[0];
A = A.substr(1);
break;
} else {
temp = temp || multiply(B, i + '');
r = compare(temp, Adb);
if (r === 0 || r === -1) {
result.push(i);
if (r) {
Adb = reduce(Adb, temp);
Adb += A[0];
} else {
Adb = A[0];
}
A = A.substr(1);
break;
} else {
temp = reduce(temp, B);
}
}
}
temp = 0;
}
for (let i = 0; i < fill; i++) {
result.unshift('0');
}
result.splice(result.length - point, 0, '.');
if (!result[0] && result[1] !== '.') {
result.shift();
}
point = false;
let position = result.indexOf('.');
for (let i = position + 1; i < result.length; i++) {
if (result[i]) {
point = true;
break;
}
}
if (!point) {
result.splice(position);
}
result = result.join('');
return result;
}
function multiply(A, B) {
let result = [];
(A += ''), (B += '');
const l = -4; // 以支持百万位精确运算，但速度减半
let r1 = [],
r2 = [];
while (A !== '') {
r1.unshift(parseInt(A.substr(l)));
A = A.slice(0, l);
}
while (B !== '') {
r2.unshift(parseInt(B.substr(l)));
B = B.slice(0, l);
}
let index, value;
for (let i = 0; i < r1.length; i++) {
for (let j = 0; j < r2.length; j++) {
value = 0;
if (r1[i] && r2[j]) {
value = r1[i] * r2[j];
}
index = i + j;
if (result[index]) {
result[index] += value;
} else {
result[index] = value;
}
}
}
for (let i = result.length - 1; i > 0; i--) {
result[i] += '';
if (result[i].length > -l) {
result[i - 1] += parseInt(result[i].slice(0, l));
result[i] = result[i].substr(l);
}
while (result[i].length < -l) {
result[i] = '0' + result[i];
}
}
if (result[0]) {
result = result.join('');
} else {
result = '0';
}
return result;
}
function add(A, B) {
let result = [];
(A += ''), (B += '');
const l = -15;
while (A !== '' && B !== '') {
result.unshift(parseInt(A.substr(l)) + parseInt(B.substr(l)));
A = A.slice(0, l);
B = B.slice(0, l);
}
A += B;
for (let i = result.length - 1; i > 0; i--) {
result[i] += '';
if (result[i].length > -l) {
result[i - 1] += 1;
result[i] = result[i].substr(1);
} else {
while (result[i].length < -l) {
result[i] = '0' + result[i];
}
}
}
while (A && (result[0] + '').length > -l) {
result[0] = (result[0] + '').substr(1);
result.unshift(parseInt(A.substr(l)) + 1);
A = A.slice(0, l);
}
if (A) {
while ((result[0] + '').length < -l) {
result[0] = '0' + result[0];
}
result.unshift(A);
}
if (result[0]) {
result = result.join('');
} else {
result = '0';
}
return result;
}
function reduce(A, B) {
let result = [];
(A += ''), (B += '');
while (A[0] === '0') {
A = A.substr(1);
}
while (B[0] === '0') {
B = B.substr(1);
}
const l = -15;
let N = '1';
for (let i = 0; i < -l; i++) {
N += '0';
}
N = parseInt(N);
while (A !== '' && B !== '') {
result.unshift(parseInt(A.substr(l)) - parseInt(B.substr(l)));
A = A.slice(0, l);
B = B.slice(0, l);
}
if (A !== '' || B !== '') {
let s = B === '' ? 1 : -1;
A += B;
while (A !== '') {
result.unshift(s * parseInt(A.substr(l)));
A = A.slice(0, l);
}
}
while (result.length !== 0 && result[0] === 0) {
result.shift();
}
let s = '';
if (result.length === 0) {
result = 0;
} else if (result[0] < 0) {
s = '-';
for (let i = result.length - 1; i > 0; i--) {
if (result[i] > 0) {
result[i] -= N;
result[i - 1]++;
}
result[i] *= -1;
result[i] += '';
while (result[i].length < -l) {
result[i] = '0' + result[i];
}
}
result[0] *= -1;
} else {
for (let i = result.length - 1; i > 0; i--) {
if (result[i] < 0) {
result[i] += N;
result[i - 1]--;
}
result[i] += '';
while (result[i].length < -l) {
result[i] = '0' + result[i];
}
}
}
if (result) {
while ((result[0] = parseInt(result[0])) === 0) {
result.shift();
}
result = s + result.join('');
}
return result;
}使用方法：不可使用负数，参数最好使用字符串
divide(A,B) // 除法 multiply(A,B) //乘法 add(A,B) //加法 reduce(A,B) //减法
toFixed 的修复
在Firefox / Chrome中，toFixed并不会对于最后一位是5的如愿以偿的进行四舍五入。
1.35.toFixed(1) // 1.4 正确 1.335.toFixed(2) // 1.33 错误 1.3335.toFixed(3) // 1.333 错误 1.33335.toFixed(4) // 1.3334 正确 1.333335.toFixed(5) // 1.33333 错误 1.3333335.toFixed(6) // 1.333333 错误
Firefox 和 Chrome的实现没有问题，根本原因还是计算机里浮点数精度丢失问题。
修复方式：
function toFixed(num, s) {
var times = Math.pow(10, s)
var des = num * times + 0.5
des = parseInt(des, 10) / times
return des + ''
}本篇文章到这里就已经全部结束了，更多其他精彩内容可以关注PHP中文网的JavaScript视频教程栏目！
以上是聊聊js的运算精度问题的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
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