超出JavaScript安全整数限制的数字计算BigInt详解

JavaScript中的基本数据类Number是双精度浮点数，它可以表示的最大安全范围是正负9007199254740991，也就是2的53次方减一，在浏览器控制台分别输入Number.MAX_SAFE_INTEGER和Number.MIN_SAFE_INTEGER可查看对应的最大/小值

const max = Number.MAX_SAFE_INTEGER;
  // → 9_007_199_254_740_991
  // 注意：为了便于阅读，我使用下划线作为分隔符将这些数字分组为千位数。数字文字分隔符提案对普通的JavaScript数字文字使用正确。

将这个最大值加一，可以得到预期的结果：

max + 1;
// → 9_007_199_254_740_992 ✅

但是，如果我们再次增加它，结果不再可以完全表示为JavaScript Number：

max + 2;
// → 9_007_199_254_740_992 ❌

我们会发现max+1和max+2的结果一样。只要我们在JavaScript中获得这个特定的值，就无法判断它是否准确。对安全整数范围以外的整数（即从Number.MIN_SAFE_INTEGER到Number.MAX_SAFE_INTEGER）的任何计算可能会失去精度。出于这个原因，我们只能依靠安全范围内的数字整数值。

BigInt

BigInt是JavaScript中的一个新的原始类型，可以用任意精度表示整数。使用BigInt，即使超出JavaScript Number 的安全整数限制，也可以安全地存储和操作大整数。

chrome 67+开始支持BigInt，本文所有demo都是基于chrome 67。

要创建一个BigInt，在数字后面添加n后缀即可，例如，123变成123n。全局BigInt(number)函数可以用来将Number转换成BigInt。换句话说，BigInt(123) === 123n。让我们用这两种技术来解决我们之前遇到的问题：

BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER) + 2n;
// → 9_007_199_254_740_993n ✅

我们将两个Number 相乘：

1234567890123456789 * 123;
// → 151851850485185200000 ❌

查看上面两个数字，末尾分别是9和3，9*3=27，然而结果末尾却是000，明显是错误的，让我们用BigInt代替：

1234567890123456789n * 123n;
// → 151851850485185185047n ✅

这次我们得到了正确的结果。

Number 的安全整数限制不适用于BigInt。因此，BigInt我们可以执行正确的整数运算而不必担心失去精度。

BigInt是JavaScript语言中的一个原始类型。因此，可以使用typeof操作符检测到这种类型：

typeof 123;
// → 'number'
typeof 123n;
// → 'bigint'

因为BigInts是一个单独的类型，所以a BigInt永远不会等于a Number，例如 42n !== 42。要比较a BigInt和a Number，在比较之前将其中一个转换为另一个的类型或使用abstract equal（==）：

42n === BigInt(42);
// → true
42n == 42;
// → true

当强制转换为布尔型（使用if，&&，||，或Boolean(int)），BigInt按照和Number相同的逻辑转换。

if (0n) {
 console.log('if');
} else {
 console.log('else');
}
// → logs 'else', because `0n` is falsy.

运算符

BigInt支持最常见的运算符，二元运算符+、-、*、**、/、%都正常工作，按位操作|，&， <<，>>和Number是一样的

(7 + 6 - 5) * 4 ** 3 / 2 % 3;
// → 1
(7n + 6n - 5n) * 4n ** 3n / 2n % 3n;
// → 1n

一元运算符-可以用来表示一个负值BigInt，例如-42n。一元+是不支持的，因为它会破坏asm.js代码，在asm.js中+x总是抛出异常。

另外一个问题是，不允许在BigInt和Number 之间混合运算。看看这个例子：

BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER) + 2.5;// → ??