ES10 中 BigInt 的使用及其优势分析-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

在 JavaScript 中，数字类型默认只能表示 $2^{53}$ 的范围内的整数。这个范围对于大多数应用来说已经足够了，但是在一些特殊场景下，我们需要处理更大的整数，比如密码学、货币计算等。在 ES10 中，BigInt 类型被引入，可以用来表示任意大的整数。本文将介绍 BigInt 的使用方法及其优势分析。

基本使用

在 JavaScript 中，我们可以使用 BigInt() 函数来创建一个 BigInt 类型的值。BigInt 类型的值必须以 n 结尾，否则会被解释为普通的 Number 类型。下面是一些创建 BigInt 值的示例：

const a = BigInt(123); // 123n
const b = BigInt("12345678901234567890"); // 12345678901234567890n
const c = 12345678901234567890n; // 直接使用 n 结尾的数字字面量

注意，由于 BigInt 类型的值不能与普通的 Number 类型的值进行混合运算，因此 BigInt 类型的值不能与普通的数字字面量进行直接运算。需要使用 BigInt() 函数将普通的数字字面量转换成 BigInt 类型的值。例如：

const a = 123n + BigInt(456); // 579n
const b = 123n + 456; // TypeError: Cannot mix BigInt and other types

BigInt 类型的值支持所有普通整数类型的运算操作，包括加、减、乘、除、取模等。例如：

const a = 123n + 456n; // 579n
const b = 123n - 456n; // -333n
const c = 123n * 456n; // 56088n
const d = 123n / 456n; // 0n
const e = 123n % 456n; // 123n

BigInt 类型的值也可以进行位运算操作，包括按位与、按位或、按位异或、左移、右移等。例如：

const a = 0b1100n & 0b1010n; // 0b1000n
const b = 0b1100n | 0b1010n; // 0b1110n
const c = 0b1100n ^ 0b1010n; // 0b0110n
const d = 0b1100n << 2n; // 0b110000n
const e = 0b1100n >> 2n; // 0b11n

优势分析

BigInt 类型的出现，主要是为了解决 JavaScript 中整数范围的限制问题。在一些特殊场景下，BigInt 类型的使用可以带来很多优势。

更精确的计算

在一些需要精确计算的场景下，BigInt 类型可以避免精度丢失的问题。例如，计算两个大整数的乘积时，如果使用普通的 Number 类型，可能会出现精度丢失的问题。而使用 BigInt 类型，可以避免这个问题。例如：

const a = 12345678901234567890n * 98765432109876543210n; // 1219326311370217951599391785386688010n

更安全的加密

在密码学中，需要进行大数的加密和解密操作。如果使用普通的 Number 类型，可能会出现加密结果不安全的问题。而使用 BigInt 类型，可以避免这个问题。例如：

// javascriptcn.com 代码示例
const p = 9999999967n; // 一个大质数
const a = 1234567890n; // 一个小于 p 的整数
const b = 9876543210n; // 一个小于 p 的整数
const A = (a ** b) % p; // A 是一个大整数
const B = (b ** a) % p; // B 也是一个大整数
const key = (A ** b) % p; // key 是加密密钥
const message = 12345678901234567890n; // 待加密的消息
const encrypted = message ^ key; // 加密后的消息
const decrypted = encrypted ^ key; // 解密后的消息

更高效的运算

在需要处理大整数的计算中，使用 BigInt 类型可以比使用普通的 Number 类型更高效。这是因为，在 BigInt 类型的运算中，不需要进行类型转换和精度调整。而在普通的 Number 类型的运算中，可能需要进行类型转换和精度调整，导致运算效率降低。例如：

// javascriptcn.com 代码示例
function factorial(n) {
  let result = 1;
  for (let i = 2; i <= n; i++) {
    result *= i;
  }
  return result;
}

console.time("factorial");
factorial(10000); // Infinity
console.timeEnd("factorial");

function bigFactorial(n) {
  let result = 1n;
  for (let i = 2n; i <= n; i++) {
    result *= i;
  }
  return result;
}

console.time("bigFactorial");
bigFactorial(10000n); // 2846259680917054518906413212119868890148050730479545682147148142609...
console.timeEnd("bigFactorial");

总结

ES10 中引入了 BigInt 类型，可以用来表示任意大的整数。BigInt 类型的出现，主要是为了解决 JavaScript 中整数范围的限制问题。在一些特殊场景下，BigInt 类型的使用可以带来很多优势，包括更精确的计算、更安全的加密和更高效的运算。在实际开发中，我们应该根据具体场景选择合适的数据类型，以达到更好的效果。

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