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  • JavaScript浮点数运算的精度问题

    之前在做浮点数计算时,偶然发现计算结果有误差,度娘了解了下,补充整理了下。

    误差是什么样子的呢?举例

    console.log(0.1+0.2); // 0.30000000000000004

    事实上在很多的编程语言当中都存在着或多或少的精度问题,只不过类似于Java这些语言经历这么多年,已经封装好了很多方法来解决这个问题了。而JavaScript是一门弱类型的语言,从设计思想上就没有对浮点数这个严格的数据类型,所以精度误差的问题就较为明显。

    产生原因:计算机只能识别二进制的数,所以我们将0.1和0.2转为二进制来看下结果

    0.1 => 0.0001 1001 1001 1001…(无限循环)
    0.2 => 0.0011 0011 0011 0011…(无限循环)

    无限循环了,而计算机是不允许无限循环的,所以会进行舍入处理。即使是双精度浮点数,它的小数部分最多也只支持52位,所以两者相加之后会得到这么一串 0.0100110011001100110011001100110011001100110011001100 因浮点数小数位的限制而截断的二进制数字,这时候,我们再把它转换为十进制,就成了 0.30000000000000004。

    解决方案

    1、 指定要保留的小数位数(0.1+0.2).toFixed(1) = 0.3;这个方法toFixed是进行四舍五入的也不是很精准,对于计算金额这种严谨的问题,不推荐使用,而且不同浏览器对toFixed的计算结果也存在差异。

    2、把需要计算的数字升级(乘以10的n次幂)成计算机能够精确识别的整数,等计算完毕再降级(除以10的n次幂),这是大部分编程语言处理精度差异的通用方法。

    (0.1 * 10 + 0.2 * 10) / 10 == 0.3 // true

    在网上看到的一个修复方法

      1 * ** method **
      2  *  add / subtract / multiply /divide
      3  *
      4  * ** explame **
      5  *  0.1 + 0.2 == 0.30000000000000004 (多了 0.00000000000004  6  *  0.2 + 0.4 == 0.6000000000000001  (多了 0.0000000000001  7  *  19.9 * 100 == 1989.9999999999998 (少了 0.0000000000002  8  *
      9  * floatObj.add(0.1, 0.2) >> 0.3
     10  * floatObj.multiply(19.9, 100) >> 1990
     11  *
     12  */
     13 var floatObj = function() {
     14  
     15     /*
     16      * 判断obj是否为一个整数
     17      */
     18     function isInteger(obj) {
     19         return Math.floor(obj) === obj
     20     }
     21  
     22     /*
     23      * 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
     24      * @param floatNum {number} 小数
     25      * @return {object}
     26      *   {times:100, num: 314}
     27      */
     28     function toInteger(floatNum) {
     29         var ret = {times: 1, num: 0}
     30         if (isInteger(floatNum)) {
     31             ret.num = floatNum
     32             return ret
     33         }
     34         var strfi  = floatNum + ''
     35         var dotPos = strfi.indexOf('.')
     36         var len    = strfi.substr(dotPos+1).length
     37         var times  = Math.pow(10, len)
     38         var intNum = parseInt(floatNum * times + 0.5, 10)
     39         ret.times  = times
     40         ret.num    = intNum
     41         return ret
     42     }
     43  
     44     /*
     45      * 核心方法,实现加减乘除运算,确保不丢失精度
     46      * 思路:把小数放大为整数(乘),进行算术运算,再缩小为小数(除)
     47      *
     48      * @param a {number} 运算数1
     49      * @param b {number} 运算数2
     50      * @param digits {number} 精度,保留的小数点数,比如 2, 即保留为两位小数
     51      * @param op {string} 运算类型,有加减乘除(add/subtract/multiply/divide)
     52      *
     53      */
     54     function operation(a, b, digits, op) {
     55         var o1 = toInteger(a)
     56         var o2 = toInteger(b)
     57         var n1 = o1.num
     58         var n2 = o2.num
     59         var t1 = o1.times
     60         var t2 = o2.times
     61         var max = t1 > t2 ? t1 : t2
     62         var result = null
     63         switch (op) {
     64             case 'add':
     65                 if (t1 === t2) { // 两个小数位数相同
     66                     result = n1 + n2
     67                 } else if (t1 > t2) { // o1 小数位 大于 o2
     68                     result = n1 + n2 * (t1 / t2)
     69                 } else { // o1 小数位 小于 o2
     70                     result = n1 * (t2 / t1) + n2
     71                 }
     72                 return result / max
     73             case 'subtract':
     74                 if (t1 === t2) {
     75                     result = n1 - n2
     76                 } else if (t1 > t2) {
     77                     result = n1 - n2 * (t1 / t2)
     78                 } else {
     79                     result = n1 * (t2 / t1) - n2
     80                 }
     81                 return result / max
     82             case 'multiply':
     83                 result = (n1 * n2) / (t1 * t2)
     84                 return result
     85             case 'divide':
     86                 result = (n1 / n2) * (t2 / t1)
     87                 return result
     88         }
     89     }
     90  
     91     // 加减乘除的四个接口
     92     function add(a, b, digits) {
     93         return operation(a, b, digits, 'add')
     94     }
     95     function subtract(a, b, digits) {
     96         return operation(a, b, digits, 'subtract')
     97     }
     98     function multiply(a, b, digits) {
     99         return operation(a, b, digits, 'multiply')
    100     }
    101     function divide(a, b, digits) {
    102         return operation(a, b, digits, 'divide')
    103     }
    104  
    105     // exports
    106     return {
    107         add: add,
    108         subtract: subtract,
    109         multiply: multiply,
    110         divide: divide
    111     }
    112 }();
    113  
    114 // toFixed 修复
    115 function toFixed(num, s) {
    116     var times = Math.pow(10, s)
    117     var des = num * times + 0.5
    118     des = parseInt(des, 10) / times
    119     return des + ''
    120 }
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