ECMAScript 6 數(shù)值的擴(kuò)展

2018-09-20 15:50 更新

二進(jìn)制和八進(jìn)制表示法

ES6提供了二進(jìn)制和八進(jìn)制數(shù)值的新的寫法，分別用前綴0b（或0B）和0o（或0O）表示。

0b111110111 === 503 // true
0o767 === 503 // true

從ES5開始，在嚴(yán)格模式之中，八進(jìn)制就不再允許使用前綴0表示，ES6進(jìn)一步明確，要使用前綴0o表示。

// 非嚴(yán)格模式
(function(){
  console.log(0o11 === 011);
})() // true

// 嚴(yán)格模式
(function(){
  'use strict';
  console.log(0o11 === 011);
})() // Uncaught SyntaxError: Octal literals are not allowed in strict mode.

如果要將0b和0o前綴的字符串?dāng)?shù)值轉(zhuǎn)為十進(jìn)制，要使用Number方法。

Number('0b111')  // 7
Number('0o10')  // 8

Number.isFinite(), Number.isNaN()

ES6在Number對(duì)象上，新提供了Number.isFinite()和Number.isNaN()兩個(gè)方法。

Number.isFinite()用來檢查一個(gè)數(shù)值是否為有限的（finite）。

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

ES5可以通過下面的代碼，部署Number.isFinite方法。

(function (global) {
  var global_isFinite = global.isFinite;

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

Number.isNaN()用來檢查一個(gè)值是否為NaN。

Number.isNaN(NaN) // true
Number.isNaN(15) // false
Number.isNaN('15') // false
Number.isNaN(true) // false
Number.isNaN(9/NaN) // true
Number.isNaN('true'/0) // true
Number.isNaN('true'/'true') // true

ES5通過下面的代碼，部署Number.isNaN()。

(function (global) {
  var global_isNaN = global.isNaN;

  Object.defineProperty(Number, 'isNaN', {
    value: function isNaN(value) {
      return typeof value === 'number' && global_isNaN(value);
    },
    configurable: true,
    enumerable: false,
    writable: true
  });
})(this);

它們與傳統(tǒng)的全局方法isFinite()和isNaN()的區(qū)別在于，傳統(tǒng)方法先調(diào)用Number()將非數(shù)值的值轉(zhuǎn)為數(shù)值，再進(jìn)行判斷，而這兩個(gè)新方法只對(duì)數(shù)值有效，非數(shù)值一律返回false。

isFinite(25) // true
isFinite("25") // true
Number.isFinite(25) // true
Number.isFinite("25") // false

isNaN(NaN) // true
isNaN("NaN") // true
Number.isNaN(NaN) // true
Number.isNaN("NaN") // false

Number.parseInt(), Number.parseFloat()

ES6將全局方法parseInt()和parseFloat()，移植到Number對(duì)象上面，行為完全保持不變。

// ES5的寫法
parseInt('12.34') // 12
parseFloat('123.45#') // 123.45

// ES6的寫法
Number.parseInt('12.34') // 12
Number.parseFloat('123.45#') // 123.45

這樣做的目的，是逐步減少全局性方法，使得語言逐步模塊化。

Number.parseInt === parseInt // true
Number.parseFloat === parseFloat // true

Number.isInteger()

Number.isInteger()用來判斷一個(gè)值是否為整數(shù)。需要注意的是，在JavaScript內(nèi)部，整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)是同樣的儲(chǔ)存方法，所以3和3.0被視為同一個(gè)值。

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

ES5可以通過下面的代碼，部署Number.isInteger()。

(function (global) {
  var floor = Math.floor,
    isFinite = global.isFinite;

  Object.defineProperty(Number, 'isInteger', {
    value: function isInteger(value) {
      return typeof value === 'number' && isFinite(value) &&
        value > -9007199254740992 && value < 9007199254740992 &&
        floor(value) === value;
    },
    configurable: true,
    enumerable: false,
    writable: true
  });
})(this);

Number.EPSILON

ES6在Number對(duì)象上面，新增一個(gè)極小的常量Number.EPSILON。

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

引入一個(gè)這么小的量的目的，在于為浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算，設(shè)置一個(gè)誤差范圍。我們知道浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算是不精確的。

0.1 + 0.2
// 0.30000000000000004

0.1 + 0.2 - 0.3
// 5.551115123125783e-17

5.551115123125783e-17.toFixed(20)
// '0.00000000000000005551'

但是如果這個(gè)誤差能夠小于Number.EPSILON，我們就可以認(rèn)為得到了正確結(jié)果。

5.551115123125783e-17 < Number.EPSILON
// true

因此，Number.EPSILON的實(shí)質(zhì)是一個(gè)可以接受的誤差范圍。

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

上面的代碼為浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，部署了一個(gè)誤差檢查函數(shù)。

安全整數(shù)和Number.isSafeInteger()

JavaScript能夠準(zhǔn)確表示的整數(shù)范圍在-2^53到2^53之間（不含兩個(gè)端點(diǎn)），超過這個(gè)范圍，無法精確表示這個(gè)值。

Math.pow(2, 53) // 9007199254740992

9007199254740992  // 9007199254740992
9007199254740993  // 9007199254740992

Math.pow(2, 53) === Math.pow(2, 53) + 1
// true

上面代碼中，超出2的53次方之后，一個(gè)數(shù)就不精確了。

ES6引入了Number.MAX_SAFE_INTEGER和Number.MIN_SAFE_INTEGER這兩個(gè)常量，用來表示這個(gè)范圍的上下限。

Number.MAX_SAFE_INTEGER === Math.pow(2, 53) - 1
// true
Number.MAX_SAFE_INTEGER === 9007199254740991
// true

Number.MIN_SAFE_INTEGER === -Number.MAX_SAFE_INTEGER
// true
Number.MIN_SAFE_INTEGER === -9007199254740991
// true

上面代碼中，可以看到JavaScript能夠精確表示的極限。

Number.isSafeInteger()則是用來判斷一個(gè)整數(shù)是否落在這個(gè)范圍之內(nèi)。

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) // false

這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，就是跟安全整數(shù)的兩個(gè)邊界值比較一下。

Number.isSafeInteger = function (n) {
  return (typeof n === 'number' &&
    Math.round(n) === n &&
    Number.MIN_SAFE_INTEGER <= n &&
    n <= Number.MAX_SAFE_INTEGER);
}

實(shí)際使用這個(gè)函數(shù)時(shí)，需要注意。驗(yàn)證運(yùn)算結(jié)果是否落在安全整數(shù)的范圍內(nèi)，不要只驗(yàn)證運(yùn)算結(jié)果，而要同時(shí)驗(yàn)證參與運(yùn)算的每個(gè)值。

Number.isSafeInteger(9007199254740993)
// false
Number.isSafeInteger(990)
// true
Number.isSafeInteger(9007199254740993 - 990)
// true
9007199254740993 - 990
// 返回結(jié)果 9007199254740002
// 正確答案應(yīng)該是 9007199254740003

上面代碼中，9007199254740993不是一個(gè)安全整數(shù)，但是Number.isSafeInteger會(huì)返回結(jié)果，顯示計(jì)算結(jié)果是安全的。這是因?yàn)?，這個(gè)數(shù)超出了精度范圍，導(dǎo)致在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，以9007199254740992的形式儲(chǔ)存。

9007199254740993 === 9007199254740992
// true

所以，如果只驗(yàn)證運(yùn)算結(jié)果是否為安全整數(shù)，很可能得到錯(cuò)誤結(jié)果。下面的函數(shù)可以同時(shí)驗(yàn)證兩個(gè)運(yùn)算數(shù)和運(yùn)算結(jié)果。

function trusty (left, right, result) {
  if (
    Number.isSafeInteger(left) &&
    Number.isSafeInteger(right) &&
    Number.isSafeInteger(result)
  ) {
    return result;
  }
  throw new RangeError('Operation cannot be trusted!');
}

trusty(9007199254740993, 990, 9007199254740993 - 990)
// RangeError: Operation cannot be trusted!

trusty(1, 2, 3)
// 3

Math對(duì)象的擴(kuò)展

ES6在Math對(duì)象上新增了17個(gè)與數(shù)學(xué)相關(guān)的方法。所有這些方法都是靜態(tài)方法，只能在Math對(duì)象上調(diào)用。

Math.trunc()

Math.trunc方法用于去除一個(gè)數(shù)的小數(shù)部分，返回整數(shù)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

對(duì)于非數(shù)值，Math.trunc內(nèi)部使用Number方法將其先轉(zhuǎn)為數(shù)值。

Math.trunc('123.456')
// 123

對(duì)于空值和無法截取整數(shù)的值，返回NaN。

Math.trunc(NaN);      // NaN
Math.trunc('foo');    // NaN
Math.trunc();         // NaN

對(duì)于沒有部署這個(gè)方法的環(huán)境，可以用下面的代碼模擬。

Math.trunc = Math.trunc || function(x) {
  return x < 0 ? Math.ceil(x) : Math.floor(x);
};

Math.sign()

Math.sign方法用來判斷一個(gè)數(shù)到底是正數(shù)、負(fù)數(shù)、還是零。

它會(huì)返回五種值。

  • 參數(shù)為正數(shù)，返回+1；
  • 參數(shù)為負(fù)數(shù)，返回-1；
  • 參數(shù)為0，返回0；
  • 參數(shù)為-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('foo'); // NaN
Math.sign();      // NaN

對(duì)于沒有部署這個(gè)方法的環(huán)境，可以用下面的代碼模擬。

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方法用于計(jì)算一個(gè)數(shù)的立方根。

Math.cbrt(-1) // -1
Math.cbrt(0)  // 0
Math.cbrt(1)  // 1
Math.cbrt(2)  // 1.2599210498948734

對(duì)于非數(shù)值，Math.cbrt方法內(nèi)部也是先使用Number方法將其轉(zhuǎn)為數(shù)值。

Math.cbrt('8') // 2
Math.cbrt('hello') // NaN

對(duì)于沒有部署這個(gè)方法的環(huán)境，可以用下面的代碼模擬。

Math.cbrt = Math.cbrt || function(x) {
  var y = Math.pow(Math.abs(x), 1/3);
  return x < 0 ? -y : y;
};

Math.clz32()

JavaScript的整數(shù)使用32位二進(jìn)制形式表示，Math.clz32方法返回一個(gè)數(shù)的32位無符號(hào)整數(shù)形式有多少個(gè)前導(dǎo)0。

Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(1000) // 22
Math.clz32(0b01000000000000000000000000000000) // 1
Math.clz32(0b00100000000000000000000000000000) // 2

上面代碼中，0的二進(jìn)制形式全為0，所以有32個(gè)前導(dǎo)0；1的二進(jìn)制形式是0b1，只占1位，所以32位之中有31個(gè)前導(dǎo)0；1000的二進(jìn)制形式是0b1111101000，一共有10位，所以32位之中有22個(gè)前導(dǎo)0。

clz32這個(gè)函數(shù)名就來自”count leading zero bits in 32-bit binary representations of a number“（計(jì)算32位整數(shù)的前導(dǎo)0）的縮寫。

左移運(yùn)算符（<<）與Math.clz32方法直接相關(guān)。

Math.clz32(0) // 32
Math.clz32(1) // 31
Math.clz32(1 << 1) // 30
Math.clz32(1 << 2) // 29
Math.clz32(1 << 29) // 2

對(duì)于小數(shù)，Math.clz32方法只考慮整數(shù)部分。

Math.clz32(3.2) // 30
Math.clz32(3.9) // 30

對(duì)于空值或其他類型的值，Math.clz32方法會(huì)將它們先轉(zhuǎn)為數(shù)值，然后再計(jì)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方法返回兩個(gè)數(shù)以32位帶符號(hào)整數(shù)形式相乘的結(jié)果，返回的也是一個(gè)32位的帶符號(hào)整數(shù)。

Math.imul(2, 4)   // 8
Math.imul(-1, 8)  // -8
Math.imul(-2, -2) // 4

如果只考慮最后32位，大多數(shù)情況下，Math.imul(a, b)與a * b的結(jié)果是相同的，即該方法等同于(a * b)|0的效果（超過32位的部分溢出）。之所以需要部署這個(gè)方法，是因?yàn)镴avaScript有精度限制，超過2的53次方的值無法精確表示。這就是說，對(duì)于那些很大的數(shù)的乘法，低位數(shù)值往往都是不精確的，Math.imul方法可以返回正確的低位數(shù)值。

(0x7fffffff * 0x7fffffff)|0 // 0

上面這個(gè)乘法算式，返回結(jié)果為0。但是由于這兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的最低位都是1，所以這個(gè)結(jié)果肯定是不正確的，因?yàn)楦鶕?jù)二進(jìn)制乘法，計(jì)算結(jié)果的二進(jìn)制最低位應(yīng)該也是1。這個(gè)錯(cuò)誤就是因?yàn)樗鼈兊某朔e超過了2的53次方，JavaScript無法保存額外的精度，就把低位的值都變成了0。Math.imul方法可以返回正確的值1。

Math.imul(0x7fffffff, 0x7fffffff) // 1

Math.fround()

Math.fround方法返回一個(gè)數(shù)的單精度浮點(diǎn)數(shù)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

對(duì)于整數(shù)來說，Math.fround方法返回結(jié)果不會(huì)有任何不同，區(qū)別主要是那些無法用64個(gè)二進(jìn)制位精確表示的小數(shù)。這時(shí)，Math.fround方法會(huì)返回最接近這個(gè)小數(shù)的單精度浮點(diǎn)數(shù)。

對(duì)于沒有部署這個(gè)方法的環(huán)境，可以用下面的代碼模擬。

Math.fround = Math.fround || function(x) {
  return new Float32Array([x])[0];
};

Math.hypot()

Math.hypot方法返回所有參數(shù)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

上面代碼中，3的平方加上4的平方，等于5的平方。

如果參數(shù)不是數(shù)值，Math.hypot方法會(huì)將其轉(zhuǎn)為數(shù)值。只要有一個(gè)參數(shù)無法轉(zhuǎn)為數(shù)值，就會(huì)返回NaN。

對(duì)數(shù)方法

ES6新增了4個(gè)對(duì)數(shù)相關(guān)方法。

（1） 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

對(duì)于沒有部署這個(gè)方法的環(huán)境，可以用下面的代碼模擬。

Math.expm1 = Math.expm1 || function(x) {
  return Math.exp(x) - 1;
};

（2）Math.log1p()

Math.log1p(x)方法返回1 + x的自然對(duì)數(shù)，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

對(duì)于沒有部署這個(gè)方法的環(huán)境，可以用下面的代碼模擬。

Math.log1p = Math.log1p || function(x) {
  return Math.log(1 + x);
};

（3）Math.log10()

Math.log10(x)返回以10為底的x的對(duì)數(shù)。如果x小于0，則返回NaN。

Math.log10(2)      // 0.3010299956639812
Math.log10(1)      // 0
Math.log10(0)      // -Infinity
Math.log10(-2)     // NaN
Math.log10(100000) // 5

對(duì)于沒有部署這個(gè)方法的環(huán)境，可以用下面的代碼模擬。

Math.log10 = Math.log10 || function(x) {
  return Math.log(x) / Math.LN10;
};

（4）Math.log2()

Math.log2(x)返回以2為底的x的對(duì)數(shù)。如果x小于0，則返回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

對(duì)于沒有部署這個(gè)方法的環(huán)境，可以用下面的代碼模擬。

Math.log2 = Math.log2 || function(x) {
  return Math.log(x) / Math.LN2;
};

三角函數(shù)方法

ES6新增了6個(gè)三角函數(shù)方法。

  • Math.sinh(x) 返回x的雙曲正弦（hyperbolic sine）
  • Math.cosh(x) 返回x的雙曲余弦（hyperbolic cosine）
  • Math.tanh(x) 返回x的雙曲正切（hyperbolic tangent）
  • Math.asinh(x) 返回x的反雙曲正弦（inverse hyperbolic sine）
  • Math.acosh(x) 返回x的反雙曲余弦（inverse hyperbolic cosine）
  • Math.atanh(x) 返回x的反雙曲正切（inverse hyperbolic tangent）

指數(shù)運(yùn)算符

ES7新增了一個(gè)指數(shù)運(yùn)算符（**），目前Babel轉(zhuǎn)碼器已經(jīng)支持。

2 ** 2 // 4
2 ** 3 // 8

指數(shù)運(yùn)算符可以與等號(hào)結(jié)合，形成一個(gè)新的賦值運(yùn)算符（**=）。

let a = 2;
a **= 2;
// 等同于 a = a * a;

let b = 3;
b **= 3;
// 等同于 b = b * b * b;
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