ES6(一):数值扩展

前面的话


ES5中,大家存在几个全局函数isNaN函数,isFinite函数,parseInt函数,parseFloat函数等,对于这些全局函数的使用很简单。但是在ES6的标准中,isNaN方法被移植到了Number对象上,也就是原本属于全局对象window下的函数,现在属于Number对象上了,同样被处理的函数还有isFinite函数,parseInt函数,parseFloat函数。

指数运算符

ES2016引入的唯一一个JS语法变化是求幂运算符,它是一种将指数应用于基数的数学运算。
JS已有的Math.pow()方法可以实行求幂运算,但它也是为数不多的需要通过方法而不是正式的运算符来进行求幂。
求幂运算符是两个星号( * * )左操作数是基数,右操作数是指数指数运算符可以与等号结合,形成一个新的赋值运算符 ( * * =)

let result = 5 ** 2;
console.log(result) // 25
console.log(resule === Math.pow(5,2)) // true

【运算顺序】

求幂运算符具有JS中所有二进制运算符的优先级(一元运算符的优先级高于 ** ),这意味着它首先应用于所有复合操作

let result = 2 * 5 ** 2
console.log(result) // 50

先计算5的二次方,然后将得到的值乘以2,最终结果为50

【运算限制】

取幂运算符确实有其他运算符没有的一些不寻常的限制,它左侧的一元表达式只能使用++--

//语法错误
let result =-5 ** 2

此示例中的 -5 的写法是一个语法错误,因为运算的顺序是不明确的。-是只适用于5呢,还是适用于表达式5 ** 2的结果?禁用求幂运算符左侧的二元表达式可以消除歧义。要明确指明意图,需要用括号包裹-55 ** 2

//可以包裹5**2
let result1 =-(5 ** 2)//-25
//也可以包裹-5
let result2 = (-5) ** 2
// 等于25
  • 如果在表达式两端放置括号,则-将应用于整个表达式;如果在-5两端放置括号,则表明想计算-5的二次幕

  • 在求幕运算符左侧无须用括号就可以使用++--,因为这两个运算符都明确定义了作用于操作数的行为。前缀++--会在其他所有操作发生之前更改操作数,而后缀版本直到整个表达式被计算过后才会进行改变。这两个用法在运算付左侧都是安全的

let num1 = 2;
let num2 = 2;
console.log(++num1 **2) // 9
console.log(num1) // 3
console.log(num2 --** 2) // 4
console.log(num2) // 1

不同进制

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

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(0oll === 0111);
})() //true
// 严格模式
(function(){
  'use strict';
  console.log(0o11 === 011);
})() // Uncaught SyntaxError:0ctal literals are not allwed in strict mode.

如果要将0b0o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 方法

ES6Number对象上,新提供了Number.isFinite()Number.isNaN()两个方法

Number.isFinite()

Number.isFinite()用来检查一个数值是否为有限的(finite

console.log(Number.isFinite(15)); // true
console.log(Number.isFinite(0.8)); // true
console.log(Number.isFinite(NaN)); // false
console.log(Infinity); // false
console.log(Number.isFinite(-Infinity)); // false
console.log(Number.isFinite('foo')); // false
console.log(Number.isFinite('15')); // false
console.log(Number.isFinite(true)); // false

与原有的isFinite()方法的不同之处在于,Number.isFinite()方法没有隐式的Number()类型转换,对于非数值一律返回false

console.log(isFinite(15)); // true
console.log(isFinite(0.8)); // true
console.log(isFinite(NaN)); // false
console.log(isFinite(Infinity)); // false
console.log(isFinite(-Infinity)); // false
console.log(isFinite('foo')); // false
console.log(isFinite('15')); // true
console.log(isFinite(true)); // true

ES5 可以通过下面的代码,部署Number.isFinite方法

(function(global){
  var global_isFinite = global.isFinite;
  Object.defineProperty(Number,'isFinite',{
    value:function isFinite(value){
      retue typeof 
      value === 'number' && global_isFinite(value);
    },
    configurable:true,
    enumerable:false,
    writable:true
  });
})(this);

【Number.isNaN()】

Number.isNaN()用来检查一个值是否为NaN

console.log(Number.isNaN('true')); // false
console.log(Number.isNaN('hello')); // false
console.log(Number.isNaN(NaN)); // true
console.log(Number.isNaN(15)); // false
console.log(Number.isNaN('15')); // false
console.log(Number.isNaN(true)); // false
console.log(Number.isNaN('true'/0)); // true

与原有的isNaN()方法不同,不存在隐式的Number()类型转换,非NaN一律返回false

console.log(isNaN('true')); // true
console.log(isNaN('hello')); // true
console.log(isNaN(NaN)); // true
console.log(isNaN(15)); // false
console.log(isNaN('15')); // false
console.log(isNaN(true)); // false
console.log(isNaN('true'/0)); // true

ES6 将全局方法parseInt()parseFloat(),移植到Number对象上面,行为完全保持不变

【parseInt()】

// 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

【Number.isInteger()】

Number.isInteger()用来判断一个值是否为整数。需要注意的是,在JS内部,整数和浮点数是同样的储存方法,所以3和3.0被视为同一个值

Number.isInteger(25) // true
Number.isInteger(25.0) // true
Number.isInteger(25.1) // false
Number.isInteger('15') // false
Number.isInteger(true) // false

ES5 可以通过下面的代码,部署Number.isInteger()

(function(global){
  var floor = Math.floor;
  isFinite = global.isFinite
  Object.defineProperty(Number,'isInteger',{
    value:function isInteger(value){
      retue typeof 
      value === 'number' && isInteger(value) && floor(value) === value;
    },
    configurable:true,
    enumerable:false,
    writable:true
  });
})(this);

Number常量

【Number.EPSILON】

ES6Number对象上面,新增一个极小的常量Number.EPSILON

Number.EPSILON // 2.220446049250313e-16
Number.EPSILON.toFixed(20) // '0.00000000000000022204'

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

0.1+0.2 //0.30000000000000004
0.1+0.2-0.3 ///5.551115123125783e-17
5.55115123125783e-17.toFixed(20) // '0.00000000000000005551'

但是如果这个误差能够小于Number.EPSILON,大家就可以认为得到了正确结果

5.551115123125783e-17 < Number.EPSILON // true

因此,Number.EPSILON的实质是一个可以接受的误差范围

function withinErrorMargin(left,right){
  return Math.abs(left - right) < Number.EPSILON;
}
withinErrorMargin(0.1+0.2,0.3) // true
withinErrorMargin(0.2+0.2,0.3) // false

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】

JS能够准确表示的整数范围在-253253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253次方之后,一个数就不精确了

【Number.MAX_SAFE_INTEGER、Number.MIN_SAFE_INTEGER】

ES6引入了Number.MAX_SAFE_INTEGERNumber.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.MAX_SAFE_INTEGER === -Number.MAX_SAFE_INTEGER // true
Number.MAX_SAFE_INTEGER === -9007199254740991 // true

上面代码中,可以看到JS能够精确表示的极限

【Number.isSafeInteger()】

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) // true

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 
// 正确的答案应该是 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,resule){
  if(
    Number.isSafeInteger(left)&&
    Number.isSafeInteger(right)&&
    Number.isSafeInteger(resule)
  ){
    return result;
  }
  throw new RangeError('Operation cannot be trusted!');
} // RangeError:Operation cannot be trusted!
trusty(9007199254740993,990,9007199254740993-990)
trusty(1,2,3) // 3

Math对象

ES6Math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

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

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) {  
  returnx < 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

它会返回以下五种值

  • 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
Math.sign('9') // +1
Math.sign('foo') // NaN
Math.sign() // 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);
  returnx < 0 ? -y : y;
};

【Math.clz32】

JS的整数使用32位二进制形式表示,Math.clz32方法返回一个数的32位无符号整数形式有多少个前导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

  • 左移运算符(<<)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JS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,JS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方法返回一个数的单精度浮点数形式

Math.fround(0)// 0
Math.fround(1)// 1
Math.fround(1.337)// 1.3370000123977661
Math.fround(1.5)// 1.5
Math.fround(NaN)// NaN

对于整数来说,Math.fround方法返回结果不会有任何不同,区别主要是那些无法用64个二进制位精确表示的小数。这时,Math.fround方法会返回最接近这个小数的单精度浮点数

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) {  
  returnnewFloat32Array([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

ES6新增了4个对数相关方法

【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) {  
  returnMath.exp(x) - 1;
};

【Math.log1p(x)】

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) {  
  returnMath.log(1 +x);
};

【Math.log10(x)】

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) {  
  returnMath.log(x) /Math.LN10;
};

【Math.log2(x)】

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) {  
  returnMath.log(x) /Math.LN2;
};

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)

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