前言
ECMAScript 是 JavaScript 的标准化规范，每年都会有更新版本。2021 年发布的 ECMAScript 2021（ES12）主要围绕一些语言特性和 API 进行更新和改进。其中值得注意的是对整数处理的改动，本篇文章我们将讨论 ECMA 标准中的最大安全整数问题以及解决方案。
ES12 中的整数安全问题
在大多数编程语言中，整数都被表示为固定长度的二进制数据。在 JavaScript 中，整数值通过 Number 类型来表示，并且该类型实际上是一个 IEEE 754 浮点数。
在 ES6 中，JavaScript 引入了两个与整数相关的新函数：Number.isSafeInteger() 和 Math.*trunc()。 Number.isSafeInteger() 函数用于确定一个整数是否安全，而 Math.*trunc() 函数则是用于将浮点数转换为最接近的整数。虽然这两个函数似乎已经解决了整数安全问题，但实际上在 ES12 中问题仍然存在。
问题的根源在于 JavaScript 可以处理的最大整数。根据 ECMA 标准，JavaScript 可以处理的最大整数是 $2^{53}-1$，即 $9007199254740991$。这是因为在 IEEE 754 标准中，整数值的精度有 53 个二进制位。如果超过这个范围，某些整数值就会被截断或损失精度。
但是，JavaScript 中的整数确实可以达到 $2^{53}-1$，这会导致一些错误。例如，在执行一些算术运算时，这些超出范围的值可能会产生意外的结果。这个问题的产生是因为，JavaScript 在处理时将超过 $2^{53}-1$ 的值自动转换为浮点数，从而损失精度。
因此，我们需要一种可靠的方式来处理 JavaScript 中的整数，以避免这种损失。
ES12 中的解决方案
为了解决整数安全问题，ECMA 标准 ES12 引入了一个新的 API： BigInt()。
BigInt() 函数是 ES12 中的新 feature，它是一个用于处理超过 $2^{53}-1$ 的整数的新数据类型。它的实现机制是将整数分为 64 位分块存储，并用一些额外的信息来表示它们之间的关系。这种方式可以让我们在不损失精度的情况下处理超出 $2^{53}-1$ 的整数。
与 Number 类型不同，BigInt 类型是一种完全不同的数据类型。与 Number 类型类似，我们可以使用常规算术运算符（例如+、-、*和/）来处理 BigInt。但是由于 BigInt 是一种新的数据类型，因此我们不能将其与 Number 类型一起使用。在实际的代码中，我们需要显式地声明要使用的类型。
以下是 BigInt 和 Number 的一个示例：
const big = BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER) + 1n; const num = Number.MAX_SAFE_INTEGER + 1; console.log(typeof big); // bigint console.log(typeof num); // number
在上面的代码中，我们将 Number.MAX_SAFE_INTEGER 转换为 BigInt 类型并将其添加到 1n 上。 在结果中，big 的类型是 bigint。num 是 Number.MAX_SAFE_INTEGER 加上 1 的结果，因此类型为 number。
如何使用 BigInt
在使用 BigInt 时，我们需要注意以下几点：
1. 使用后缀字母 "n" 将数字转换为 BigInt 类型
BigInt 参数可以是带 "n" 后缀的数字，也可以是字符串。以下是将数字转换为 BigInt 的示例：
const a = 42n;
const b = BigInt(42);
const c = BigInt('42');2. BigInt 和 Number 类型不能直接进行混合运算
在进行运算时不能直接将 BigInt 和 Number 类型混合使用，必须通过 BigInt 或 Number 的构造函数进行类型转换。
-- -------------------- ---- ------- ----- - - ---- ----- - - -- -- ----- ----- - - - - -- -- -- ----- - - - - ---------- ----- - - --------- - --
3. 一些与 BigInt 相关的新 API
ES12 标准中还引入了 BigInt 专有的一些新函数，如 BigInt.asUintN()，BigInt.asIntN() 等。
const value = 1000000000000; const uint64 = BigInt.asUintN(64, value); const int64 = BigInt.asIntN(64, value); console.log(uint64, int64); // 977691307, -466287789
总结
JavaScript 中的整数安全问题可能会导致我们在处理整数时出现一些意外行为。为了解决这个问题，ES12 标准引入了一个新的数据类型：BigInt。 BigInt 数据类型可以让我们在避免损失精度的情况下处理超过 $2^{53}-1$ 的整数，在实际的开发中使用 BigInt 可以保证准确性。
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