js浮点数精确计算(加、减、乘、除)

下面是js浮点数精确计算的完整攻略：

问题描述

在JavaScript中对浮点数进行计算时，由于采用 IEEE 754 标准，浮点数会存在精度误差。例如：

0.1 + 0.2 // 返回0.30000000000000004

而不是我们期望的 0.3。这种精度误差可能会在一些需要精确计算的场景下带来问题。本文将介绍如何使用JavaScript实现浮点数的精确计算。

解决方案

方案一：使用第三方库

目前已经出现了许多第三方库用于浮点数的精确计算，其中比较有名的有 decimal.js 和 big.js。这些库在处理浮点数时，能够保证精确度，并且提供了丰富的API，非常适合需要大量精确计算的场景。

下面是使用 decimal.js 进行浮点数计算的几个示例。

示例一：浮点数加法计算

const Decimal = require('decimal.js')

const result = new Decimal('0.1').add('0.2')
console.log(result.toNumber()) // 输出 0.3

示例二：浮点数除法计算

const Decimal = require('decimal.js')

const result = new Decimal('0.3').div('0.1')
console.log(result.toNumber()) // 输出 3

方案二：手写计算函数

如果不想依赖第三方库，也可以手写计算函数来实现浮点数的精确计算。下面是一个用于实现加法、减法、乘法、除法计算的工具函数：

function floatCalc(type, ...args) {
  switch (type) {
    case 'add':
      return args.reduce((sum, cur) => {
        const maxPrecision = Math.max(
          getPrecision(sum),
          getPrecision(cur)
        )
        return (sum * Math.pow(10, maxPrecision) + cur * Math.pow(10, maxPrecision)) / Math.pow(10, maxPrecision)
      }, 0)
    case 'subtract':
      return args.reduce((result, num) => floatCalc('add', result, -num), args[0])
    case 'multiply':
      return args.reduce((result, num) => {
        const maxPrecision = Math.max(
          getPrecision(result),
          getPrecision(num)
        )
        return (result * Math.pow(10, maxPrecision)) * (num * Math.pow(10, maxPrecision)) / Math.pow(10, maxPrecision * 2)
      }, 1)
    case 'divide':
      return args.reduce((result, num) => {
        const maxPrecision = Math.max(
          getPrecision(result),
          getPrecision(num)
        )
        return (result * Math.pow(10, maxPrecision)) / (num * Math.pow(10, maxPrecision))
      }, args[0])
    default:
      return 0
  }
}

function getPrecision(num) {
  const numStr = num.toString()
  const dotIndex = numStr.indexOf('.')
  return dotIndex > -1 ? numStr.length - dotIndex - 1 : 0
}

函数 floatCalc 接受两个参数：操作类型和要计算的数字，其中操作类型包括加法、减法、乘法和除法，使用 ...args 语法可以支持任意数量的数字计算。函数内部先将所有参数的精度取最大值，避免了在计算过程中出现精度损失的情况。

下面是使用 floatCalc 函数进行浮点数计算的几个示例。

示例一：浮点数加法计算

const result = floatCalc('add', 0.1, 0.2)
console.log(result) // 输出 0.3

示例二：浮点数除法计算

const result = floatCalc('divide', 0.3, 0.1)
console.log(result) // 输出 3

总结

以上便是在JavaScript中实现浮点数精确计算的方案。依赖第三方库可以方便快捷地完成相关计算，而手写计算函数则可以使开发者更好地理解计算的过程，同时加深对JavaScript原生数据类型的理解。