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js中特殊的数字

ccvgpt 2024-09-09 02:27:41 基础教程 74 ℃

数字类型中有几个特殊的值,下面将详细介绍。

不是数字的数字

如果数学运算的操作数不是数字类型(或者无法解析为常规的十进制或十六进制数字), 就无法返回一个有效的数字,这种情况下返回值为 NaN。

js中特殊的数字

NaN 意指“不是一个数字”(not a number),这个名字容易引起误会,后面将会提到。将它 理解为“无效数值”“失败数值”或者“坏数值”可能更准确些。

例如:

var a = 2 / "foo"; // NaN

typeof a === "number"; // true

换句话说,“不是数字的数字”仍然是数字类型。这种说法可能有点绕。

NaN 是一个“警戒值”,用于指出数字类型中的错误 情况,即“执行数学运算没有成功,这是失败后返回的结果”。

有人也许认为如果要检查变量的值是否为 NaN,可以直接和 NaN 进行比较,就像比较 null 和 undefined 那样。实则不然。

NaN 是一个特殊值,它和自身不相等,是唯一一个非自反(自反,reflexive,即 x === x 不 成立)的值。而 NaN != NaN 为 true,很奇怪吧?

既然我们无法对 NaN 进行比较(结果永远为 false),那应该怎样来判断它呢?

很简单,可以使用内建的全局工具函数 isNaN(..) 来判断一个值是否是 NaN。

然而操作起来并非这么容易。isNaN(..) 有一个严重的缺陷,它的检查方式过于死板,就 是“检查参数是否不是 NaN,也不是数字”。但是这样做的结果并不太准确:

很明显 "foo" 不是一个数字,但是它也不是 NaN。这个 bug 自 JavaScript 问世以来就一直存 在,至今已超过 19 年。

从 ES6 开始我们可以使用工具函数 Number.isNaN(..)。ES6 之前的浏览器的 polyfill 如下

实际上还有一个更简单的方法,即利用 NaN 不等于自身这个特点。NaN 是 JavaScript 中唯 一一个不等于自身的值。

于是我们可以这样:

很多 JavaScript 程序都可能存在 NaN 方面的问题,所以我们应该尽量使用 Number.isNaN(..) 这样可靠的方法,无论是系统内置还是 polyfill。

无穷数

熟悉传统编译型语言(如 C)的开发人员可能都遇到过编译错误(compiler error)或者运 行时错误(runtime exception),例如“除以 0”:

var a = 1 / 0;

然而在 JavaScript 中上例的结果为 Infinity(即 Number.POSITIVE_INfiNITY)。同样

var a = 1 / 0; // Infinity

var b = -1 / 0; // -Infinity

如 果 除 法 运 算 中 的 一 个 操 作 数 为 负 数, 则 结 果 为 -Infinity( 即 Number.NEGATIVE_ INfiNITY)。

JavaScript 使用有限数字表示法,所以和纯粹的数学运算不同,JavaScript 的运算结果有可能溢出,此时结果为 Infinity 或者 -Infinity。

例如:

var a = Number.MAX_VALUE; // 1.7976931348623157e+308

a + a; // Infinity

a + Math.pow( 2, 970 ); // Infinity

a + Math.pow( 2, 969 ); // 1.7976931348623157e+308

规范规定,如果数学运算(如加法)的结果超出处理范围,则由 IEEE 754 规范中的“就 近取整”(round-to-nearest)模式来决定最后的结果。例如,相对于 Infinity,Number.MAX_ VALUE + Math.pow(2, 969) 与 Number.MAX_VALUE 更为接近,因此它被“向下取整”(round down);而 Number.MAX_VALUE + Math.pow(2, 970) 与 Infinity 更为接近,所以它被“向上 取整”(round up)。

这个问题想多了容易头疼,还是就此打住吧。

计算结果一旦溢出为无穷数(infinity)就无法再得到有穷数。换句话说,就是你可以从有 穷走向无穷,但无法从无穷回到有穷。

有人也许会问:“那么无穷除以无穷会得到什么结果呢?”我们的第一反应可能会是“1” 或者“无穷”,可惜都不是。因为从数学运算和 JavaScript 语言的角度来说,Infinity/ Infinity 是一个未定义操作,结果为 NaN。

那么有穷正数除以 Infinity 呢?很简单,结果是 0。有穷负数除以 Infinity 呢?这里留个 悬念,后面将作介绍。

零值

这部分内容对于习惯数学思维的读者可能会带来困惑,JavaScript 有一个常规的 0(也叫作 +0)和一个 -0。在解释为什么会有 -0 之前,我们先来看看 JavaScript 是如何来处理它的。

-0 除了可以用作常量以外,也可以是某些数学运算的返回值。例如:

var a = 0 / -3; // -0

var b = 0 * -3; // -0

加法和减法运算不会得到负零

负零在开发调试控制台中通常显示为 -0,但在一些老版本的浏览器中仍然会显示为 0。

根据规范,对负零进行字符串化会返回 "0":

有意思的是,如果反过来将其从字符串转换为数字,得到的结果是准确的:

JSON.stringify(-0) 返回 "0",而 JSON.parse("-0") 返回 -0。

要区分 -0 和 0,不能仅仅依赖开发调试窗口的显示结果,还需要做一些特殊处理:

抛开学术上的繁枝褥节不论,我们为什么需要负零呢?

有些应用程序中的数据需要以级数形式来表示(比如动画帧的移动速度),数字的符号位 (sign)用来代表其他信息(比如移动的方向)。此时如果一个值为 0 的变量失去了它的符 号位,它的方向信息就会丢失。所以保留 0 值的符号位可以防止这类情况发生。

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