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這篇文章給大家分享的是有關JavaScript中任意兩數加減的示例分析的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。
本文是從初步解決到最終解決的思路，文章篇幅較長
雖然是一篇從0開始的文章，中間的思維跳躍可能比較大
代碼的解析都在文章的思路分析和注釋里，全文會幫助理解的幾個關鍵詞
1.Number.MAX_SAFE_INTEGER 和 Number.MIN_SAFE_INTEGER
2.15長度的字符串
3.padStart 和 padEnd
相信很多人都知道這是怎么回事吧
console.log( 0.1 + 0.2 === 0.3 ) // false console.log( 0.3 - 0.2 === 0.1) // false
不了解的出門右拐自己去查詢下，這里就不一一解釋了！
通過上面的例子可以知道，小數點的加減是存在問題的，那么有什么解決方式呢？
既然小數點加減有問題，那就先來整數進行加減吧，這個應該就沒什么問題了小數點的加減自行百度解決，可以通過浮點計算，這里就不介紹了，那么整數的加減就一定沒有任何問題嗎？來看看下面的例子
const MAX = Number.MAX_SAFE_INTEGER; console.log( MAX ) // 9007199254740991 console.log( MAX + 2 ) // 9007199254740992
Number.MAX_SAFE_INTEGER是什么？
常量表示在 JavaScript 中最大的安全整數
所以，Number.MIN_SAFE_INTEGER就是最小安全系數
顧名思義，就是在JavaScript中加減法在這兩個范圍內是穩定的，是不是這樣就安全了？好像還是有點小問題：
console.log( 10**21 ) // 1e+21 console.log(9999999999999999) // 9999999999999999 console.log(99999999999999999) // 10000000000000000 console.log(999999999999999999999) // 1e+21
從上面的結果來看，是不安全的
1.最后的結果是科學計數法
2.不知道具體的真實數據是多少
既然數字的顯示存在這樣的問題，把輸入結果和輸出結果都用字符串表示
console.log(`${10 ** 21}`)
// '1e+21'
console.log('' + 10 ** 21)
// '1e+21'
console.log((10 ** 21).toString())
// '1e+21'我們發現即使直接就轉換成字符串仍然會顯示為科學計數法，那么可以直接輸入字符串了，跳過轉成字符串的過程
先分析下可能性
1.輸入的數字在安全系數范圍內，且計算結果也在安全系數范圍內，這種直接輸出結果
2.不符合條件1（TODO）
const MAX = Number.MAX_SAFE_INTEGER;
const MIN = Number.MIN_SAFE_INTEGER;
/**
* @Description: 判斷輸入的數字是否在javascript的安全系數范圍內
* @param { number } 需要檢查的數字
* @return { boolean }: 返回數字是否為安全的整數
*/
function isSafeNumber(num) {
// 即使 num 成了科學計數法也能正確的和 MAX, MIN 比較大小
return MIN <= num && num <= MAX;
}
/**
* @Description: 計算兩個數之和，返回計算結果
* @param { String }: a 相加的第一個整數字符串
* @param { String }: b 相加的第一個整數字符串
* @return { string }: 返回計算結果
*/
function IntAdd(a = "", b = "") {
let result = "0";
const intA = Number(a),
intB = Number(b);
if (intA === 0) return intB;
if (intB === 0) return intA;
if (
isSafeNumber(intA) &&
isSafeNumber(intB) &&
isSafeNumber(intA + intB)
) {
result = intA + intB;
} else {
result = IntCalc(a, b);
}
return result;
}
function IntCalc(a, b) {
// TODO
}
function resClick() {
const a = document.getElementById("ipt1").value;
const b = document.getElementById("ipt2").value;
const result = IntAdd(a, b);
document.getElementById("res").innerText = result;
}如果不滿足上面條件的呢？
思路：
獲取數字轉成字符串拆分成多個部分（數組），每一個部分的長度為 Number.MAX_SAFE_INTEGER 轉成字符串后的長度減一（15），長度不足15的用字符‘0’填充首部，再計算每個部分的結果后拼接在一起
同時考慮到正負號的問題，拆分后的計算需要帶上符號
長度減一的原因是接下來每部分的所有計算都是安全的，不需要在考慮是數字計算結果為安全的整數
同時每部分計算后的結果存在問題以及解決方案
注意：下面會使用15這個數字，15上面說過了，是Number.MAX_SAFE_INTEGER的長度減一
1.計算結果為0
那么這個部分賦值15個字符‘0’組成的字符串，即‘000000000000000’
2.計算結果為負數
那么向上一級數組借10的15次方，同時高位（下一級數組）減一，低位用10的15次方再加上這個負數，做為這個部分的結果
3.計算結果為正數，判斷長度：
如果長度超過15，那么去掉結果的第一位字符（因為進位，第一個字符一定是‘1’），同時高位（下一級數組）加一
如果長度沒有超過15，向首部補充0直到長度足夠15
如果長度等于15，直接添加到結果中
改造上面的代碼：
const MAX = Number.MAX_SAFE_INTEGER;
const MIN = Number.MIN_SAFE_INTEGER;
const intLen = `${MAX}`.length - 1;
/**
* @Description: 判斷輸入的數字是否在javascript的安全系數范圍內
* @param { number } 需要檢查的數字
* @return { boolean }: 返回數字是否為安全的整數
*/
function isSafeNumber(num) {
// 即使 num 成了科學計數法也能正確的和 MAX, MIN 比較大小
return MIN <= num && num <= MAX;
}
/**
* @Description: 計算兩個數之和，返回計算結果
* @param { String }: a 相加的第一個整數字符串
* @param { String }: b 相加的第一個整數字符串
* @return { string }: 返回計算結果
*/
function IntAdd(a = "", b = "") {
const statusObj = checkNumber(a, b);
if (!statusObj.status) {
return statusObj.data;
} else {
const tagA = Number(a) < 0,
tagB = Number(b) < 0;
const strA = `${a}`,
strB = `${b}`;
const lenA = tagA ? strA.length - 1 : strA.length;
const lenB = tagB ? strB.length - 1 : strB.length;
const maxLen = Math.max(lenA, lenB);
const padLen = Math.ceil(maxLen / intLen) * intLen; // 即為會用到的整個數組長度
const newA = tagA
? `-${strA.slice(1).padStart(padLen, "0")}`
: strA.padStart(padLen, "0");
const newB = tagB
? `-${strB.slice(1).padStart(padLen, "0")}`
: strB.padStart(padLen, "0");
let result = IntCalc(newA, newB);
// 去掉正負數前面無意義的字符 ‘0'
const numberResult = Number(result);
if (numberResult > 0) {
while (result[0] === "0") {
result = result.slice(1);
}
} else if (numberResult < 0) {
while (result[1] === "0") {
result = "-" + result.slice(2);
}
} else {
result = "0";
}
return result;
}
}
function IntCalc(a, b) {
let result = "0";
const intA = Number(a),
intB = Number(b);
// 判斷是否為安全數，不為安全數的操作進入復雜計算模式
if (
isSafeNumber(intA) &&
isSafeNumber(intB) &&
isSafeNumber(intA + intB)
) {
result = `${intA + intB}`;
} else {
const sliceA = a.slice(1),
sliceB = b.slice(1);
if (a[0] === "-" && b[0] === "-") {
// 兩個數都為負數，取反后計算，結果再取反
result = "-" + calc(sliceA, sliceB, true);
} else if (a[0] === "-") {
// 第一個數為負數，第二個數為正數的情況
const newV = compareNumber(sliceA, b);
if (newV === 1) {
// 由于 a 的絕對值比 b 大，為了確保返回結果為正數，a的絕對值作為第一個參數
result = "-" + calc(sliceA, b, false);
} else if (newV === -1) {
// 道理同上
result = calc(b, sliceA, false);
}
} else if (b[0] === "-") {
// 第一個數為正數，第二個數為負數的情況
const newV = compareNumber(sliceB, a);
if (newV === 1) {
// 由于 b 的絕對值比 a 大，為了確保返回結果為正數，b的絕對值作為第一個參數
result = "-" + calc(sliceB, a, false);
} else if (newV === -1) {
// 道理同上
result = calc(a, sliceB, false);
}
} else {
// 兩個數都為正數，直接計算
result = calc(a, b, true);
}
}
return result;
}
/**
* @Description: 比較兩個整數字符串是否正確
* @param { string }: 比較的第一個整數字符串
* @param { string }: 比較的第一個整數字符串
* @return { object }: 返回是否要退出函數的狀態和退出函數返回的數據
*/
function checkNumber(a, b) {
const obj = {
status: true,
data: null
};
const typeA = typeof a,
typeB = typeof b;
const allowTypes = ["number", "string"];
if (!allowTypes.includes(typeA) || !allowTypes.includes(typeB)) {
console.error("參數中存在非法的數據，數據類型只支持 number 和 string");
obj.status = false;
obj.data = false;
}
if (Number.isNaN(a) || Number.isNaN(b)) {
console.error("參數中不應該存在 NaN");
obj.status = false;
obj.data = false;
}
const intA = Number(a),
intB = Number(b);
if (intA === 0) {
obj.status = false;
obj.data = b;
}
if (intB === 0) {
obj.status = false;
obj.data = a;
}
const inf = [Infinity, -Infinity];
if (inf.includes(intA) || inf.includes(intB)) {
console.error("參數中存在Infinity或-Infinity");
obj.status = false;
obj.data = false;
}
return obj;
}
/**
* @Description: 比較兩個整數字符串正負
* @param { string } a 比較的第一個整數字符串
* @param { string } b 比較的第二個整數字符串
* @return { boolean } 返回第一個參數與第二個參數的比較
*/
function compareNumber(a, b) {
if (a === b) return 0;
if (a.length > b.length) {
return 1;
} else if (a.length < b.length) {
return -1;
} else {
for (let i = 0; i < a.length; i++) {
if (a[i] > b[i]) {
return 1;
} else if (a[i] < b[i]) {
return -1;
}
}
}
}
/**
* @Description: 相加的結果
* @param { string } a 相加的第一個整數字符串
* @param { string } b 相加的第二個整數字符串
* @param { string } type 兩個參數是 相加（true） 還是相減（false）
* @return { string } 返回相加的結果
*/
function calc(a, b, type = true) {
const arr = []; // 保存每個部分計算結果的數組
for (let i = 0; i < a.length; i += intLen) {
// 每部分長度 15 的裁取字符串
const strA = a.slice(i, i + intLen);
const strB = b.slice(i, i + intLen);
const newV = Number(strA) + Number(strB) * (type ? 1 : -1); // 每部分的計算結果，暫時不處理
arr.push(`${newV}`);
}
let num = ""; // 連接每個部分的字符串
for (let i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
if (arr[i] > 0) {
// 每部分結果大于 0 的處理方案
const str = `${arr[i]}`;
if (str.length < intLen) {
// 長度不足 15 的首部補充字符‘0'
num = str.padStart(intLen, "0") + num;
} else if (str.length > intLen) {
// 長度超過 15 的扔掉第一位，下一部分進位加一
num = str.slice(1) + num;
if (i >= 1 && str[0] !== "0") arr[i - 1]++;
else num = "1" + num;
} else {
// 長度等于 15 的直接計算
num = str + num;
}
} else if (arr[i] < 0) {
// 每部分結果小于 0 的處理方案，借位 10的15次方計算，結果恒為正數，首部填充字符‘0'到15位
const newV = `${10 ** intLen + Number(arr[i])}`;
num = newV.padStart(intLen, "0") + num;
if (i >= 1) arr[i - 1]--;
} else {
// 每部分結果等于 0 的處理方案，連續15個字符‘0'
num = "0".padStart(intLen, "0") + num;
}
}
return num;
}測試結果：
全部代碼請點擊 這里
console.log(MAX) // 9007199254740991
intAdd(MAX, '2') // '9007199254740993'
intAdd(MAX, '10000000000000000') // '19007199254740991'
// 下面測試10的二十一次方的數據 1000000000000000000000
intAdd(MAX, '1000000000000000000000') // '1000009007199254740991'
intAdd(MAX, `-${10 ** 16}`) // '-992800745259009'
// 仍然存在一個問題，就是不要使用計算中的字符串，如下
intAdd(MAX, `${10 ** 21}`) // '10.0000000071992548e+21'
intAdd(MAX, `-${10 ** 21}`) // '0'當然考慮到由于一般計算不會使用大數，書寫字符串相加確實感覺怪怪的，可以在函數內加入判斷，是科學計數法的提示并轉換為10進制數，進行代碼改進:
/**
* @Description: 計算兩個數之和，返回計算結果
* @param { String }: a 相加的第一個整數字符串
* @param { String }: b 相加的第一個整數字符串
* @return { string }: 返回計算結果
*/
function intAdd(a = "", b = "") {
const statusObj = checkNumber(a, b);
if (!statusObj.status) {
return statusObj.data;
} else {
let newA, newB, maxLen;
const tagA = Number(a) < 0,
tagB = Number(b) < 0;
let strA = `${a}`,
strB = `${b}`;
const reg = /^\-?(\d+)(\.\d+)?e\+(\d+)$/;
if (reg.test(a) || reg.test(b)) {
console.warn(
"由于存在科學計數法，計算結果不一定準確，請轉化成字符串后計算"
);
strA = strA.replace(reg, function(...rest) {
const str = rest[2] ? rest[1] + rest[2].slice(1) : rest[1];
return str.padEnd(Number(rest[3]) + 1, "0");
});
strB = strB.replace(reg, function(...rest) {
const str = rest[2] ? rest[1] + rest[2].slice(1) : rest[1];
return str.padEnd(Number(rest[3]) + 1, "0");
});
maxLen = Math.max(a.length, b.length);
} else {
const lenA = tagA ? strA.length - 1 : strA.length;
const lenB = tagB ? strB.length - 1 : strB.length;
maxLen = Math.max(lenA, lenB);
}
const padLen = Math.ceil(maxLen / intLen) * intLen; // 即為會用到的整個數組長度
newA = tagA
? `-${strA.slice(1).padStart(padLen, "0")}`
: strA.padStart(padLen, "0");
newB = tagB
? `-${strB.slice(1).padStart(padLen, "0")}`
: strB.padStart(padLen, "0");
let result = intCalc(newA, newB);
// 去掉正負數前面無意義的字符 ‘0'
const numberResult = Number(result);
if (numberResult > 0) {
while (result[0] === "0") {
result = result.slice(1);
}
} else if (numberResult < 0) {
while (result[1] === "0") {
result = "-" + result.slice(2);
}
} else {
result = "0";
}
console.log(result);
return result;
}
}加法和減法同理，只需要把第二個參數取反后利用加法運算就可以了，由于之前已經提取了模板，可以直接定義減法函數
/**
* @Description: 整數減法函數入口
* @param { String }: a 減法的第一個整數字符串
* @param { String }: b 減法的第一個整數字符串
* @return { string }: 返回計算結果
*/
function intSub(a = "0", b = "0") {
const newA = `${a}`;
const newB = Number(b) > 0 ? `-${b}` : `${b}`.slice(1);
const result = intAdd(newA, newB);
return result;
}測試結果
全部代碼請點擊 這里
intSub('9037499254750994', '-9007299251310995')
// 18044798506061989文章開頭說了，小數加減，可以通過浮點進行計算，但是這里既然完成了整數的加減，那么能不能利用整數的加減原理來解決小數的加減計算呢？
整數加法代碼中經常出現 padStart 這個向前補齊的函數，因為在整數前加字符‘0’的對本身沒有影響。
小數也有這個原理，往尾部補‘0’同樣對小數沒有影響，然后再補齊后的數通過整數加減來計算。
首先來看下小數的加法計算實現
/**
* @Description: 小數加法函數入口
* @param { String }: a 相加的第一個整數字符串
* @param { String }: b 相加的第一個整數字符串
* @return { string }: 返回計算結果
*/
function floatAdd(a = "0", b = "0") {
const statusObj = checkNumber(a, b);
if (!statusObj.status) {
return statusObj.data;
} else {
const strA = `${a}`.split("."),
strB = `${b}`.split(".");
let newA = strA[1],
newB = strB[1];
const maxLen = Math.max(newA.length, newB.length);
const floatLen = Math.ceil(maxLen / intLen) * intLen;
newA = newA.padEnd(floatLen, "0");
newB = newB.padEnd(floatLen, "0");
newA = strA[0][0] === "-" ? `-${newA}` : newA;
newB = strB[0][0] === "-" ? `-${newB}` : newB;
let result = intCalc(newA, newB);
let tag = true,
numResult = Number(result);
// 去掉正負數后面無意義的字符 ‘0'
if (numResult !== 0) {
if (numResult < 0) {
result = result.slice(1);
tag = false;
}
result =
result.length === floatLen ? `0.${result}` : `1.${result.slice(1)}`;
result = tag ? result : `-${result}`;
let index = result.length - 1;
while (result[index] === "0") {
result = result.slice(0, -1);
index--;
}
} else {
result = "0";
}
console.log(result);
return result;
}
}測試結果
floatAdd('0.9037499254750994', '-0.9007299251310995')
// 0.0030200003439999與整數減法的原理相同，可以直接定義減法函數
/**
* @Description: 小數減法函數入口
* @param { String }: a 相減的第一個整數字符串
* @param { String }: b 相減的第一個整數字符串
* @return { string }: 返回計算結果
*/
function floatSub(a = '0', b = '0') {
const newA = `${a}`
const newB = Number(b) > 0 ? `-${b}`: `${b.slice(1)}`
const result = floatAdd(newA, newB)
return result
}測試結果
全部代碼請點擊 這里
floatSub('0.9037499254750994', '-0.9007299251310995')
// 1.8044798506061989其實在實際開發過程中，并不是整數相加減，小數相加減，都有可能出現，所以還要考慮整數與小數之間的加減計算
這里的解決思路仍然是往前補0和往后補0
把整數和小數都補充完整后，合在一起進行整數相加
最后根據之前保存的整數的長度，插入小數點
剩下的就是把無意義的0排除掉，輸出結果
/**
* @Description: 計算兩個數之差，返回計算結果
* @param { String }: a 相減的第一個整數字符串
* @param { String }: b 相減的第一個整數字符串
* @return { string }: 返回計算結果
*/
function allSub(a = "0", b = "0") {
const newA = `${a}`;
const newB = Number(b) > 0 ? `-${b}` : `${b}`.slice(1);
const result = allAdd(newA, newB);
return result;
}
/**
* @Description: 計算兩個數之和，返回計算結果
* @param { String }: a 相加的第一個整數字符串
* @param { String }: b 相加的第一個整數字符串
* @return { string }: 返回計算結果
*/
function allAdd(a = "0", b = "0") {
const statusObj = checkNumber(a, b);
if (!statusObj.status) {
return statusObj.data;
} else {
const strA = `${a}`.split("."),
strB = `${b}`.split(".");
let intAs = strA[0],
floatA = strA.length === 1 ? "0" : strA[1];
let intBs = strB[0],
floatB = strB.length === 1 ? "0" : strB[1];
// 可能存在純整數 或者純小數 0.xxxxxxx
const tagA = intAs > 0 || !intAs[0] === '-' || intAs[0] === '0',
tagB = intBs > 0 || !intBs[0] === '-' || intBs[0] === '0';
const maxIntLen = Math.max(intAs.length, intBs.length);
const arrIntLen = Math.ceil(maxIntLen / intLen) * intLen;
const maxFloatLen = Math.max(floatA.length, floatB.length);
const arrFloatLen = Math.ceil(maxFloatLen / intLen) * intLen;
intAs = tagA
? intAs.padStart(arrIntLen, "0")
: intAs.slice(1).padStart(arrIntLen, "0");
intBs = tagB
? intBs.padStart(arrIntLen, "0")
: intBs.slice(1).padStart(arrIntLen, "0");
let newA =
floatA === "0"
? intAs + "0".padEnd(arrFloatLen, "0")
: intAs + floatA.padEnd(arrFloatLen, "0");
let newB =
floatB === "0"
? intBs + "0".padEnd(arrFloatLen, "0")
: intBs + floatB.padEnd(arrFloatLen, "0");
newA = tagA ? newA : `-${newA}`;
newB = tagB ? newB : `-${newB}`;
let result = intCalc(newA, newB);
const numResult = Number(result);
if (result.length > arrIntLen) {
result = result.slice(0, -arrFloatLen) + "." + result.slice(arrFloatLen);
}
// 去掉正負數前面后面無意義的字符 ‘0'
if (numResult !== 0) {
if (numResult > 0) {
while (result[0] === "0") {
result = result.slice(1);
}
} else if (numResult < 0) {
while (result[1] === "0") {
result = "-" + result.slice(2);
}
result = result.slice(1);
tag = false;
}
let index = result.length - 1;
while (result[index] === "0") {
result = result.slice(0, -1);
index--;
}
} else {
result = "0";
}
if (result[result.length - 1] === ".") {
result = result.slice(0, -1);
}
if (result[0] === ".") {
result = "0" + result;
}
console.log(result);
return result;
}
}測試結果
全部代碼請點擊 這里
allAdd("9037499254750994", "0.9007299251310995");
// 9037499254750994.9007299251310995
allSub("9037499254750994", "-0.9007299251310995");
// 9037499254750994.9007299251310995
allAdd('9037499254750994.9037499254750994', '-9007299251310995.9007299251310995');
// 30200003439999.0030200003439999
allSub('9037499254750994.9037499254750994', '9007299251310995.9007299251310995');
// 30200003439999.0030200003439999Number.MAX_SAFE_INTEGER 和 Number.MIN_SAFE_INTEGER 之間的計算才是可信任的
小數加減的浮點精度問題轉移到整數來解決
超大的數加減的時候，分區計算（理由是第1點）
拆分成每部分15長度的字符串（理由是Number.MAX_SAFE_INTEGER的長度為16，無論如何加減都是滿足第一點的，這樣就不需要去注意加減的安全性問題了）
科學計數法的問題，匹配是否為科學計數法的數，然后轉換成十進制，同時提出警告，因為科學計數法的數存在誤差，計算會存在不準確性
感謝各位的閱讀！關于“JavaScript中任意兩數加減的示例分析”這篇文章就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！
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