请解释 JavaScript 中的 BigInt 类型的作用和用法。

推荐答案

JavaScript 的 BigInt 是一种新的原始数据类型，用于表示任意精度的整数。在 Number 类型无法精确表示大整数（超过 Number.MAX_SAFE_INTEGER 或小于 Number.MIN_SAFE_INTEGER）时，BigInt 可以解决这个问题，避免计算过程中出现精度丢失。

创建 BigInt 值有两种方式：

1. 在整数数值后加上 n 后缀，例如 10n、12345678901234567890n。
2. 使用 BigInt() 构造函数，将其他类型（通常是数字或字符串）转换为 BigInt，例如 BigInt(10)、BigInt("12345678901234567890")。

BigInt 支持基本的算术运算，如加、减、乘、除、取模等，但需要注意 BigInt 之间的运算，BigInt 不能和 Number 类型直接混合运算，必须先将 Number 转换为 BigInt 类型，例如 10n + BigInt(20) 是正确的，而 10n + 20 则会报错。此外， BigInt 不支持 Math 对象中的函数，比如 Math.sqrt() 等。

本题详细解读

为什么需要 BigInt

JavaScript 中的 Number 类型使用 IEEE 754 双精度 64 位浮点数表示，这导致它在表示整数时存在精度限制。 Number.MAX_SAFE_INTEGER 定义了最大安全整数（通常为 2⁵³ - 1），这意味着超过这个值的整数， Number 将无法精确表示，会导致精度丢失。 BigInt 的引入就是为了解决这个问题，它允许我们表示任意大小的整数，而不会丢失精度。

BigInt 的创建

如前所述，BigInt 可以使用两种方式创建：

1. 使用 n 后缀: 这是最简单直接的方法，直接在数字字面量后添加 n 后缀。

   const largeNumber = 12345678901234567890n;
   const zero = 0n;
   const negativeBigInt = -100n;

2. 使用 BigInt() 构造函数: 可以将数字或字符串转换为 BigInt 类型。

   const num = BigInt(10); // 从 Number 转换为 BigInt
   const str = BigInt("12345678901234567890"); // 从字符串转换为 BigInt

BigInt 的运算

BigInt 支持大部分基本的算术运算符，包括：

• + (加法)
• - (减法)
• * (乘法)
• / (除法) 除法运算会向下取整
• % (取模)
• ** (幂)

但需要注意以下几点：

1. 类型一致性: BigInt 只能与 BigInt 进行运算，不能直接与 Number 类型进行运算。必须先将 Number 转换为 BigInt，或者反之，但转换可能丢失精度，需要小心。

   const bigInt1 = 10n;
   const number1 = 20;
   
   const result1 = bigInt1 + BigInt(number1); // 正确
   // const result2 = bigInt1 + number1; // 错误，会抛出 TypeError
   
   const number2 = Number(bigInt1); // 将 BigInt 转为 Number, 但要注意如果 BigInt 过大，则可能损失精度。

2. Math 对象不支持: BigInt 不能用于 Math 对象中的方法，例如 Math.sqrt(), Math.max() 等。这些函数只适用于 Number 类型。

3. 比较运算: BigInt 可以使用 >、<、>=、<= 和 ===、!== 进行比较，和 Number 类型的比较规则一致，但是 === 是严格类型和值的比较，当与 Number 类型比较时，结果为 false， 即使值相等。

      const bigInt1 = 10n;
      const number1 = 10;
      console.log(bigInt1 > 5n); // true
      console.log(bigInt1 > 5); // true, 进行 Number 类型的比较
      console.log(bigInt1 == number1)  // true, 类型转换后进行值比较
      console.log(bigInt1 === number1) // false， 不同类型比较永远返回false

BigInt 的应用场景

BigInt 主要用于以下场景：

1. 处理大整数: 例如，处理需要高精度计算的场景，例如密码学、天文计算等。
2. 处理超长 ID: 例如在某些系统中，使用 64 位整数作为 ID， Number 类型可能无法正确表示，此时就可以使用 BigInt。
3. 避免精度丢失: 当需要准确表示大整数时，使用 BigInt 可以避免 Number 类型的精度丢失问题。