如何使用 ECMAScript 2021 中的 BigInt 进行高精度计算

在前端开发过程中，我们经常需要进行数值计算。然而在 JavaScript 中，对于超出 Number 类型表示范围的大整数值，我们常常需要借助第三方库来进行高精度计算。但是，在 ECMAScript 2021 中，新增了一种类型 BigInt，它可以表示任意精度的整数，而无需引入外部库。

BigInt 的基本用法

在 JavaScript 中，使用 BigInt 类型需要在数字后面增加 n 后缀，例如：

const bigIntNum = 1234567890123456789012345678901234567890n;

使用 BigInt 类型的数值也支持各种数学运算，例如：

const bigIntNum1 = 1234567890123456789012345678901234567890n;
const bigIntNum2 = 1234567890123456789012345678901234567890n;

const sum = bigIntNum1 + bigIntNum2; // 2469135780246913578024691357802469135780n
const difference = bigIntNum1 - bigIntNum2; // 0n
const product = bigIntNum1 * bigIntNum2; // 15241578753238836750495351562501905441581832571940690056003038439404410413060n
const quotient = bigIntNum1 / bigIntNum2; // 1n

BigInt 的注意事项

BigInt 与 Number 类型的区别

BigInt 与 Number 类型之间有以下一些区别：

• BigInt 类型不能与 Number 类型相加、相减、相乘，否则会报错。但是 BigInt 类型能与 Number 类型进行除法运算。

• BigInt 类型与 Number 类型之间不能相互比较，否则会报错。例如，下面的表达式会报错：

  const a = 10n;
  const b = 10;
  if (a > b) {
    console.log('a is greater than b');
  }

BigInt 的运算性能

与 Number 类型相比，BigInt 类型的运算性能稍低。因此，如果只需要执行简单的计算，我们可以继续使用 Number 类型，而只在必要的情况下使用 BigInt 类型。

使用 BigInt 实现高精度计算

下面我们来实现一个大整数加法函数，借助 BigInt 类型来进行高精度计算：

// www.javascriptcn.com code example
function bigIntAdd(num1, num2) {
  let carry = 0n;
  let sum = '';
  const len1 = num1.length;
  const len2 = num2.length;

  for (let i = 1; i <= Math.max(len1, len2); i++) {
    const digit1 = i <= len1 ? BigInt(num1[len1 - i]) : 0n;
    const digit2 = i <= len2 ? BigInt(num2[len2 - i]) : 0n;
    const digitSum = digit1 + digit2 + carry;

    if (digitSum > 9n) {
      carry = 1n;
      sum = String(digitSum % 10n) + sum;
    } else {
      carry = 0n;
      sum = String(digitSum) + sum;
    }
  }
  return carry === 1n ? '1' + sum : sum;
}

这个函数的核心思路是模拟手动计算的过程，从低位向高位一位位地进行加法运算。其中，carry 变量表示进位值，digit1 和 digit2 变量表示当前位上两个数值对应的位数，digitSum 变量表示当前位的和。根据 digitSum 是否大于 9n，判断当前位是否有需要进位，然后将进位值传递给下一位进行运算。

函数的使用方法如下：

const num1 = '1234567890123456789012345678901234567890';
const num2 = '9876543210987654321098765432109876543210';
console.log(bigIntAdd(num1, num2)); // 11111111111111111111111111111111111111100

结语

在本文中，我们了解了 ECMAScript 2021 中新增的 BigInt 类型，并学习了如何使用它进行高精度计算。虽然 BigInt 类型相对于 Number 类型的运算性能稍低，但它可以让我们在前端开发过程中避免引入外部库，从而更加便捷地进行高精度计算。

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