js精度问题

关于js浮点数计算精度不准确问题的解决办法

今天在计算商品价格的时候再次遇到js浮点数计算出现误差的问题,以前就一直碰到这个问题,都是简单的使用tofixed方法进行处理一下,这对于一个程序员来说是及其不严谨的。因此在网上收集了一些处理浮点数精度的文章。觉得别人写的挺好了,我在简单的总结一下,以方便后续查阅。

浮点数误差产生的原因:

先看一个实例:

0.1 + 0.2 =?

0.1 + 0.2 = 0.3?

我们先来看一段 JS。

console.log( 0.1+ 0.2);

输出为 0.30000000000000004。是不是很奇葩

其实对于浮点数的四则运算,几乎所有的编程语言都会有类似精度误差的问题,只不过在 C++/C#/Java 这些语言中已经封装好了方法来避免精度的问题,而 JavaScript 是一门弱类型的语言,从设计思想上就没有对浮点数有个严格的数据类型,所以精度误差的问题就显得格外突出。下面就分析下为什么会有这个精度误差,以及怎样修复这个误差。

首先,我们要站在计算机的角度思考 0.1 + 0.2 这个看似小儿科的问题。我们知道,能被计算机读懂的是二进制,而不是十进制,所以我们先把 0.1 和 0.2 转换成二进制看看:

0.1 => 0.0001 1001 1001 1001…(无限循环)

0.2 => 0.0011 0011 0011 0011…(无限循环)

上面我们发现0.1和0.2转化为二进制之后,变成了一个无限循环的数字,这在现实生活中,无限循环我们可以理解,但计算机是不允许无限循环的,对于无限循环的小数,计算机会进行舍入处理。进行双精度浮点数的小数部分最多支持 52 位,所以两者相加之后得到这么一串 0.0100110011001100110011001100110011001100110011001100 因浮点数小数位的限制而截断的二进制数字,这时候,我们再把它转换为十进制,就成了 0.30000000000000004。

知道了浮点数产生的原因了,那么怎么处理这个问题呢?

方法一:指定要保留的小数位数(0.1+0.2).toFixed(1) = 0.3;这个方法toFixed是进行四舍五入的也不是很精准,对于计算金额这种严谨的问题,不推荐使用,而且不通浏览器对toFixed的计算结果也存在差异。

方法二:把需要计算的数字升级(乘以10的n次幂)成计算机能够精确识别的整数,等计算完毕再降级(除以10的n次幂),这是大部分编程语言处理精度差异的通用方法。 

eg:(0.1*10 + 0.2*10) / 10 == 0.3 // true


方法:

var floatObj = function() {

    /*

    * 判断obj是否为一个整数

    */

    function isInteger(obj) {

        return Math.floor(obj) === obj

    }

    /*

    * 将一个浮点数转成整数,返回整数和倍数。如 3.14 >> 314,倍数是 1000

    */

    function toInteger(floatNum) {

        var ret = {times: 1, num: 0}

        if (isInteger(floatNum)) {

            ret.num = floatNum

            return ret

        }

        var strfi  = floatNum + ''

        var dotPos = strfi.indexOf('.')

        var len    = strfi.substr(dotPos+1).length

        var times  = Math.pow(10, len)

        var intNum = Number(strfi.replace(".",""))

        ret.times  = times

        ret.num    = intNum

        return ret

    }

    /*

    * 核心方法,实现加减乘除运算,确保不丢失精度

    * 思路:把小数放大为整数(乘),进行算术运算,再缩小为小数(除)

    *

    * @param a {number} 运算数1

    * @param b {number} 运算数2

    * @param digits {number} 精度,保留的小数点数,比如 2, 即保留为两位小数

    * @param op {string} 运算类型,有加减乘除(add/subtract/multiply/divide)

    *

    */

    function operation(a, b, digits, op) {

        var o1 = toInteger(a)

        var o2 = toInteger(b)

        var n1 = o1.num

        var n2 = o2.num

        var t1 = o1.times

        var t2 = o2.times

        var max = t1 > t2 ? t1 : t2

        var result = null

        switch (op) {

            case 'add':

                if (t1 === t2) { // 两个小数位数相同

                    result = n1 + n2

                } else if (t1 > t2) { // o1 小数位 大于 o2

                    result = n1 + n2 * (t1 / t2)

                } else { // o1 小数位 小于 o2

                    result = n1 * (t2 / t1) + n2

                }

                if(digits){

                    return toFixed(result / max,digits)

                }else{

                    return result / max

                }

            case 'subtract':

                if (t1 === t2) {

                    result = n1 - n2

                } else if (t1 > t2) {

                    result = n1 - n2 * (t1 / t2)

                } else {

                    result = n1 * (t2 / t1) - n2

                }

                if(digits){

                    return toFixed(result / max,digits)

                }else{

                    return result / max

                }

            case 'multiply':

                result = (n1 * n2) / (t1 * t2)

                if(digits){

                    return toFixed(result,digits)

                }else{

                    return result

                }

            case 'divide':

                result = (n1 / n2) * (t2 / t1)

                if(digits){

                    return toFixed(result,digits)

                }else{

                    return result

                }


        }

    }

    // 加减乘除的四个接口

    function add(a, b, digits) {

        return operation(a, b, digits, 'add')

    }

    function subtract(a, b, digits) {

        return operation(a, b, digits, 'subtract')

    }

    function multiply(a, b, digits) {

        return operation(a, b, digits, 'multiply')

    }

    function divide(a, b, digits) {

        return operation(a, b, digits, 'divide')

    }

    // toFixed 修复

    function toFixed(num, s) {

    try{

    s=s||(num+'').split(".")[1].length;

    }catch(e){} 

        var times = Math.pow(10, s+1)

        var des = num * times + 5

        des = parseInt(des/10, 10)*10 / times

        return des + ''

    }

    return {

        toFixed:toFixed,

        add: add,

        subtract: subtract,

        multiply: multiply,

        divide: divide

    }

}();


使用方式:

* floatObj.add(0.1, 0.2) >> 0.3

* floatObj.multiply(19.9, 100) >> 1990

* floatObj.toFixed(0.145,2 ) >> 0.15

console.log(floatObj.toFixed(1.385,2))

console.log(floatObj.toFixed(1.325,2))

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