JavaScript BigInt 大整数类型详解

概述

什么是 BigInt?
BigInt 是一种内置对象，它提供了一种方法来表示大于 2 的 53 次方 - 1 的整数。这原本是 Javascript 中可以用 Number 表示的最大数字。
BigInt 可以表示任意大的整数。

为什么需要 BigInt?

在 JS 中，所有的数字都以双精度 64 位浮点格式表示，那这会带来什么问题呢？

这导致 JS 中的 Number 无法精确表示非常大的整数，它会将非常大的整数四舍五入，确切地说，JS 中的 Number 类型只能安全地表示 -9007199254740991(-(2^53-1)) 和 9007199254740991（(2^53-1))，任何超出此范围的整数值都可能失去精度。

同时也会有一定的安全性问题:

如何创建并使用 BigInt？

要创建 BigInt，只需要在数字末尾追加 n 即可。
另一种创建 BigInt 的方法是用 BigInt() 构造函数

示例

10n + 20n; // 30n
10n - 20n; // -10n
+10n; // TypeError: Cannot convert a BigInt value to a number
// BigInt不支持一元加号运算符, 这可能是某些程序可能依赖于 + 始终生成 Number 的不变量，或者抛出异常。
-10n; // -10n
10n * 20n; // 200n
20n / 10n; // 2n
23n % 10n; // 3n
10n ** 3n; // 1000n

const x = 10n;
++x; // 11n
--x; // 9n
console.log(typeof x); //"bigint"

它在某些方面类似于 Number ，但是也有几个关键的不同点：不能用与 Math 对象中的方法

Math.floor(1.1) // 1
Math.floor(1.1
n
) // Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token

不能和任何 Number 实例（隐式类型转换可能丢失信息）混合运算，两者必须转换成同一种类型。在两种类型来回转换时要小心，因为 BigInt 变量在转换成 Number 变量时可能会丢失精度。

1 + 2n // Uncaught TypeError: Cannot mix BigInt and other types, use explicit conversions
1n + 2n = 3n
1 + Number(2n) = 3

当使用 BigInt 时，带小数的运算会被取整。

const rounded = 5n / 2n;
// 2n, not 2.5n

使用 typeof 测试时， BigInt 对象返回 bigint ：

typeof 1n === 'bigint'; // true
typeof BigInt('1') === 'bigint'; // true

使用 Object 包装后， BigInt 被认为时一个普通 "object" ：

typeof Object(1n) === 'object'; // true

BigInt 和 Number 不是严格相等的，但是宽松相等的。

0n === 0;
// false

0n == 0;
// true

Number 和 BigInt 可以进行比较。

1n < 2; // true
2n > 1; // true
2 > 2; // false
2n > 2; // false
2n >= 2; // true

两者也可以混在一个数组内并排序。

const mixed = [4n, 6, -12n, 10, 4, 0, 0n];
//  [4n, 6, -12n, 10, 4, 0, 0n]

mixed.sort();
// [-12n, 0, 0n, 10, 4n, 4, 6]

当 Boolean 类型与 BigInt 类型相遇时，BigInt 的处理方式与 Number 类似，换句话说，只要不是 0n，BigInt 就被视为 truthy 的值。

if (0n) {
  // 条件判断为false
  console.log('false');
}
if (3n) {
  // 条件为true
  console.log('true');
}
// 输出true

BigInt 可以使用负号（-），但是不能使用正号（+），因为会与 asm.js 冲突。

一元运算符 + 在 asm.js 里面总是返回 Number 类型，为了不破坏 asm.js 就规定 +1n 会报错。

-42n + // 正确
  42n; // 报错

BigInt 函数

可以用它生成 BigInt 类型的数值。转换规则基本与 Number() 一致，将其他类型的值转为 BigInt

BigInt(123); // 123n
BigInt('123'); // 123n
BigInt(false); // 0n
BigInt(true); // 1n

BigInt() 函数必须有参数，而且参数必须可以正常转为数值，下面的用法都会报错。参数如果是小数，也会报错。

new BigInt(); // TypeError
BigInt(undefined); // TypeError
BigInt(null); // TypeError
BigInt('123n'); // SyntaxError
BigInt('abc'); // SyntaxError
BigInt(1.5); // RangeError
BigInt('1.5'); // SyntaxError

BigInt 继承了 Object 对象的两个实例方法,继承了 Number 对象的一个实例方法

BigInt.prototype.toString()
BigInt.prototype.valueOf()
BigInt.prototype.toLocaleString()

提供了三个静态方法

BigInt.asUintN(width, BigInt)：给定的 BigInt 转为 0 到 2^width - 1 之间对应的值。
BigInt.asIntN(width, BigInt)：给定的 BigInt 转为 -2^width - 1 到 2^(width - 1) - 1 之间对应的值。
BigInt.parseInt(string[, radix])：近似于 Number.parseInt()，将一个字符串转换成指定进制的 BigInt。

const max = 2n ** (64n - 1n) - 1n;

BigInt.asIntN(64, max);
// 9223372036854775807n
BigInt.asIntN(64, max + 1n);
// -9223372036854775808n
BigInt.asUintN(64, max + 1n);
// 9223372036854775808n

数据转换

Boolean(0n); // false
Boolean(1n); // true
Number(1n); // 1
String(1n); // "1"
!0n; // true
!1n; // false

// 与字符串混合运算时，会先转为字符串，再进行运算。
'' + 123n; // "123"