一般來講,我們在項目中必不可少的需要進行各種數值的計算,但是這種計算全部放在服務端會給服務器帶來很大的壓力,所以勢必要客戶端來
分擔一些計算的壓力。
從客戶端來說,JavaScript是一門弱類型語言,對浮點數的精度並沒有做很好的限制,所以就會產生浮點數的誤差。
浮點數誤差產生的原因:
例:
0.1 + 0.2 =?
0.1 + 0.2 = 0.3?
JS:
console.log( 0.1+ 0.2)輸出為 0.30000000000000004。
是不是很奇葩其實對於浮點數的四則運算,幾乎所有的編程語言都會有類似精度誤差的問題,只不過在 C++/C#/Java 這些語言中已經封裝好了方法來避免精度的問題,
而 JavaScript 是一門弱類型的語言,從設計思想上就沒有對浮點數有個嚴格的數據類型,所以精度誤差的問題就顯得格外突出。
下面就分析下為什么會有這個精度誤差,以及怎樣修復這個誤差。
首先,我們要站在計算機的角度思考 0.1 + 0.2 這個看似小兒科的問題。我們知道,能被計算機讀懂的是二進制,而不是十進制,所以我們先把 0.1 和 0.2 轉換成二進制看看:
0.1 = 0.0001 1001 1001 1001(無限循環)0.2 = 0.0011 0011 0011 0011(無限循環)上面我們發現0.1和0.2轉化為二進制之后,變成了一個無限循環的數字,這在現實生活中,
無限循環我們可以理解,但計算機是不允許無限循環的,對於無限循環的小數,計算機會進行舍入處理。進行雙精度浮點數的小數部分最多支持 52 位,所以兩者相加之后得到這么一串 0.0100110011001100110011001100110011001100110011001100 因浮點數小數位的限制而截斷的二進制數字,
這時候,我們再把它轉換為十進制,就成了 0.30000000000000004。
知道了浮點數產生的原因了,那么怎么處理這個問題呢?
方法一:指定要保留的小數位數(0.1+0.2).toFixed(1) = 0.3;這個方法toFixed是進行四舍五入的也不是很精准,對於計算金額這種嚴謹的問題,不推薦使用,
而且不通瀏覽器對toFixed的計算結果也存在差異。
方法二:把需要計算的數字升級(乘以10的n次冪)成計算機能夠精確識別的整數,等計算完畢再降級(除以10的n次冪),這是大部分編程語言處理精度差異的通用方法。
//加法
Number.prototype.add = function(arg){
var r1,r2,m;
try{r1=this.toString().split(".")[1].length}catch(e){r1=0}
try{r2=arg.toString().split(".")[1].length}catch(e){r2=0}
m=Math.pow(10,Math.max(r1,r2))
return (this*m+arg*m)/m
}
//減法
Number.prototype.sub = function (arg){
return this.add(-arg);
}
//乘法
Number.prototype.mul = function (arg) {
var m=0,s1=this.toString(),s2=arg.toString();
try{m+=s1.split(".")[1].length}catch(e){}
try{m+=s2.split(".")[1].length}catch(e){}
return Number(s1.replace(".",""))*Number(s2.replace(".",""))/Math.pow(10,m)
}
//除法
Number.prototype.div = function (arg){
var t1=0,t2=0,r1,r2;
try{t1=this.toString().split(".")[1].length}catch(e){}
try{t2=arg.toString().split(".")[1].length}catch(e){}
with(Math){
r1=Number(this.toString().replace(".",""))
r2=Number(arg.toString().replace(".",""))
return (r1/r2)*pow(10,t2-t1);
}
}
/*
* 判斷obj是否為一個整數
*/
function isInteger(obj) {
return Math.floor(obj) === obj
}
/*
* 將一個浮點數轉成整數,返回整數和倍數。如 3.14 >> 314,倍數是 100
* @param floatNum {number} 小數
* @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,實現加減乘除運算,確保不丟失精度
* 思路:把小數放大為整數(乘),進行算術運算,再縮小為小數(除)
*
* @param a {number} 運算數1
* @param b {number} 運算數2
* @param digits {number} 精度,保留的小數點數,比如 2, 即保留為兩位小數
* @param op {string} 運算類型,有加減乘除(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) { // 兩個小數位數相同
result = n1 + n2
} else if (t1 > t2) { // o1 小數位 大於 o2
result = n1 + n2 * (t1 / t2)
} else { // o1 小數位 小於 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
}
}
// 加減乘除的四個接口
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
}
}();
toFixed的修復如下
// toFixed 修復
function toFixed(num, s) {
var times = Math.pow(10, s)
var des = num * times + 0.5
des = parseInt(des, 10) / times
return des + ''
}