BigInt數據類型是為了讓JavaScript程序能表示超出Number 類型支持的數值范圍。在對大整數進行數學運算時，以任意精度表示整數的能力尤為重要。有了BigInt，整數溢出將不再是一個問題。
此外，你可以安全地使用高精度時間戳、大整數 ID 等，而不必使用任何變通方法。BigInt目前處于 stage 3 提案階段。一旦加入到規范中，它將成為JavaScript中的第二種數字數據類型，這將使支持的數據類型總數達到8個:
- Boolean
- Null
- Undefined
- Number
- BigInt
- String
- Symbol
- Object
在本文中，我們將仔細研究BigInt，并了解它如何幫助克服JavaScript中Number類型的限制。
問題
對于來自其他語言的程序員來說，JavaScript中缺乏顯式整數類型常常令人困惑。許多編程語言支持多種數字類型，如float、double、integer和bignum，但JavaScript不是這樣。在JavaScript中，所有數字都以雙精度64位浮點格式表示，這是由IEEE 754-2008標準定義的。
在此標準下，無法精確表示的非常大的整數將自動四舍五入。準確地說，JavaScript中的Number 類型只能安全地表示 -9007199254740991 (-(253-1))和 9007199254740991 (253-1)之間的整數。任何超出此范圍的整數值都可能丟失精度。
這個很容易驗證，執行以下代碼:
console.log(9999999999999999); // → 10000000000000000
該整數大于JavaScript可以用 Number原始類型表示的最大數字。因此,它被舍入了。意外的舍入可能會損害程序的可靠性和安全性。這是另一個例子:
// 注意最后一位
9007199254740992 === 9007199254740993; // → true
JavaScript提供了Number.MAX_SAFE_INTEGER 常量，允許你在JavaScript中快速獲得最大安全整數。類似地，你可以通過使用Number.MIN_SAFE_INTEGER常量獲得最小安全整數:
const minInt = Number.MIN_SAFE_INTEGER;
console.log(minInt); // → -9007199254740991
console.log(minInt - 5); // → -9007199254740996
// 注意它是如何輸出與上面相同的值的
console.log(minInt - 4); // → -9007199254740996
解決辦法
為了解決這些限制，一些JavaScript開發人員使用String類型表示大整數。例如，Twitter API在使用JSON響應時向對象添加了一個id的字符串版本。此外，還開發了一些庫，如bignumber.js，以便更容易地處理大整數。
有了 BigInt，應用程序不再需要一個變通方法或庫來安全地表示Number.MAX_SAFE_INTEGER 和Number.Min_SAFE_INTEGER之外的整數。現在可以在標準JavaScript中執行對大整數的算術操作，而不會有丟失精度的風險。在第三方庫上使用原生數據類型的好處是更好的運行時性能。
要創建BigInt，只需將n附加到整數的末尾。對比一下:
console.log(9007199254740995n); // → 9007199254740995n
console.log(9007199254740995); // → 9007199254740996
或者，你可以調用BigInt()構造函數：
BigInt("9007199254740995"); // → 9007199254740995n
BigInt 字面量也可以寫成二進制、八進制或十六進制形式：
// 二進制
console.log(0b100000000000000000000000000000000000000000000000000011n);
// → 9007199254740995n
// 十六進制
console.log(0x20000000000003n);
// → 9007199254740995n
// 八進制
console.log(0o400000000000000003n);
// → 9007199254740995n
//注意，不支持舊式八進制語法
console.log(0400000000000000003n);
// → SyntaxError
記住，不能使用嚴格的相等運算符來比較BigInt和普通數字，因為它們不是同一類型的:
console.log(10n === 10); // → false
console.log(typeof 10n); // → bigint
console.log(typeof 10); // → number
相反，你可以使用相等運算符，它在處理操作數之前執行隱式類型轉換:
console.log(10n == 10); // → true
所有算術運算符都可以在BigInt上使用，除了一元加號(+)運算符:
10n + 20n; // → 30n
10n - 20n; // → -10n
+10n; // → TypeError: Cannot convert a BigInt value to a number
-10n; // → -10n
10n * 20n; // → 200n
20n / 10n; // → 2n
23n % 10n; // → 3n
10n ** 3n; // → 1000n
let x = 10n;
++x; // → 11n
--x; // → 10n
不支持一元加號(+)運算符的原因是，有些程序可能依賴于這樣的結果：+總是產生Number類型的值，或者拋出異常。改變+ 的行為也會破壞asm.js代碼。
當然，當與BigInt操作數一起使用時，算術運算符應該返回一個BigInt值。因此，除法(/)運算符的結果會自動四舍五入到最接近的整數。例如:
25 / 10; // → 2.5
25n / 10n; // → 2n
隱式類型轉換
因為隱式類型轉換可能丟失信息，所以不允許BigInt和Number之間的混合操作。當混合使用大整數和浮點數時，結果值可能無法用BigInt或Number準確表示。看看下面的例子:
(9007199254740992n + 1n) + 0.5
這個表達式的結果在BigInt和Number的范圍之外。帶有小數部分的Number不能準確地轉換為BigInt。大于253的BigInt不能準確轉換為Number。
由于這個限制，不能使用Number和 BigInt操作數的組合來執行算術運算。你也不能將 BigInt傳遞給Web API和期望Number類型參數的內置JavaScript函數。試圖這樣做會導致TypeError:
10 + 10n; // → TypeError
Math.max(2n, 4n, 6n); // → TypeError
注意，關系運算符不遵循此規則，如下例所示:
10n > 5; // → true
如果希望使用BigInt和 Number執行算術計算，首先需要確定應該在哪個域中執行操作。為此，只需通過調用Number()或BigInt()來轉換操作數:
BigInt(10) + 10n; // → 20n
// or
10 + Number(10n); // → 20
當遇到Boolean上下文時，BigInt被視為類似于Number。換句話說，只要不是0n， BigInt就被認為是一個布爾真值:
if (5n) {
// 這個代碼塊將被執行
}
if (0n) {
// 但這個不會
}
對BigInt和 Number進行排序時，不會發生隱式類型轉換:
const arr = [3n, 4, 2, 1n, 0, -1n];
arr.sort(); // → [-1n, 0, 1n, 2, 3n, 4]
按位運算符如|, &, <<, >>和 ^ 操作 BigInt與Number類似。負數被解釋為無窮長二進制補碼。不允許混合操作數。以下是一些例子:
90 | 115; // → 123
90n | 115n; // → 123n
90n | 115; // → TypeError
BigInt 構造函數
與其他基本類型一樣，可以使用構造函數創建BigInt。如果可能，傳遞給BigInt的參數會自動轉換為BigInt:
BigInt("10"); // → 10n
BigInt(10); // → 10n
BigInt(true); // → 1n
無法轉換的數據類型和值會拋出異常:
BigInt(10.2); // → RangeError
BigInt(null); // → TypeError
BigInt("abc"); // → SyntaxError
你可以直接對通過BigInt 構造函數創建的變量執行算術運算：
BigInt(10) * 10n; // → 100n
當用作嚴格相等運算符的操作數時，使用構造函數創建的BigInt操作數與常規操作數類似:
BigInt(true) === 1n; // → true
庫函數
JavaScript提供了兩個庫函數來把BigInt值表示為有符號或無符號整數:
-
BigInt.asUintN(width, BigInt): 包裝一個介于 0 和 2width-1之間的BigInt -
BigInt.asIntN(width, BigInt): 包裝一個介于 -2width-1 和2width-1-1之間的BigInt
這些函數在執行64位算術操作時特別有用。這樣你就可以保持在預定的范圍內。
瀏覽器支持及轉換
在撰寫本文時，Chrome +67和Opera +54完全支持BigInt 數據類型。不幸的是，Edge和Safari還沒有實現它。火狐默認不支持BigInt ，但可以通過在about:config中將javascript.options.bigint設置為true來啟用。支持的瀏覽器的最新列表可以在Can I use…上找到。
不幸的是，轉換BigInt 是一個極其復雜的過程，這會導致嚴重的運行時性能損失。也不可能直接填充BigInt ，因為該提議改變了幾個現有操作符的行為。目前，更好的選擇是使用JSBI庫，它是BigInt 建議的純JavaScript 實現。
這個庫提供了一個與內置BigInt 行為完全相同的API。下面是使用JSBI的方法:
import JSBI from './jsbi.mjs';
const b1 = JSBI.BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER);
const b2 = JSBI.BigInt('10');
const result = JSBI.add(b1, b2);
console.log(String(result)); // → '9007199254741001'
使用JSBI的一個優點是，一旦瀏覽器支持得到改進，你就不需要重寫代碼了。相反，您可以使用babel plugin將你的JSBI代碼自動編譯成本地的BigInt 代碼。此外，JSBI的性能與內置的BigInt 實現相當。你可以期待更廣泛的瀏覽器支持BigInt 。
結論
BigInt是一種新的數據類型，用于當整數值大于Number 數據類型支持的范圍時。這種數據類型允許我們安全地對大整數執行算術操作，表示高精度時間戳，使用大整數 ID 等等，而不需要使用庫。
重要的是要記住，不能使用Number和BigInt操作數的組合來執行算術運算。你需要通過顯式轉換操作數來確定操作應該在哪個域中執行。此外，出于兼容性的原因，不允許在BigInt上使用一元加號(+)操作符。
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