Lassen Sie uns über das Problem des Präzisionsverlusts in JavaScript sprechen

Mit der Entwicklung der Informatik und Programmiersprachen werden wir uns zunehmend der Bedeutung numerischer Genauigkeit bewusst. Zu den numerischen Typen in JavaScript gehören Ganzzahlen und Gleitkommazahlen. Allerdings führt die Art und Weise, wie Gleitkommazahlen in Computern dargestellt werden, zu einem ärgerlichen Problem: dem Verlust an Präzision.

In JavaScript sind Gleitkommazahlen Näherungswerte, keine exakten Werte. Da Computer numerische Werte binär darstellen, können viele Dezimalbrüche nicht genau als binäre Brüche dargestellt werden. Dies führt dazu, dass die Gleitkommawerte auf dem Computer geringfügig von den Dezimalwerten abweichen, die man erwarten würde.

Wenn Sie beispielsweise JavaScript verwenden, um die Dezimalzahl 1,1 minus 0,1 zu berechnen, ist das erwartete Ergebnis 1,0. Aber das tatsächliche Ergebnis ist 0,9999999999999999, was auf die ungefähre Art und Weise zurückzuführen ist, wie 1,1 binär dargestellt wird. Dieser Fehler aufgrund von Problemen bei der Darstellung von Gleitkommazahlen wird „Rundungsfehler“ genannt.

JavaScript verwendet den IEEE 754-Standard zur Darstellung und Verarbeitung von Gleitkommazahlen. In diesem Standard besteht eine Gleitkommazahl aus drei Teilen: dem Vorzeichenbit, dem Exponentenbit und dem Mantissenbit. Das Exponentenbit repräsentiert die Potenz der Gleitkommazahl und das Mantissenbit repräsentiert die signifikante Ziffer der Gleitkommazahl. JavaScript verwendet „Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit“, dh die Mantisse beträgt 52 Bit. Dadurch sind der Bereich und die Genauigkeit der Gleitkommazahlen von JavaScript eingeschränkter.

Wenn Sie beispielsweise JavaScript verwenden, um 2 hoch 51 zu berechnen, ist das Ergebnis 2 hoch 51, aber wenn Sie 2 hoch 52 berechnen, ist das Ergebnis ungenau, da das höchste Bit in 52- Die Bit-Binärzahl ist 1, was zu einem Gleitkomma führt. Der Punkt stellt ungefähr 2 hoch 51 plus 1 dar.

Um das Problem des Präzisionsverlusts zu lösen, können wir einige Tricks und Werkzeuge anwenden. Ein Ansatz besteht darin, für Berechnungen ganze Zahlen anstelle von Gleitkommazahlen zu verwenden und die Ergebnisse dann in Gleitkommazahlen umzuwandeln. Berechnen Sie beispielsweise einen Betrag, nachdem Sie ihn in eine ganze Zahl umgewandelt haben, und teilen Sie das Ergebnis dann durch 100. Dieser Ansatz reduziert Rundungsfehler.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, spezielle JavaScript-Bibliotheken wie decimal.js und big.js zu verwenden. Diese Bibliotheken bieten hochpräzise Berechnungen zur Verarbeitung größerer und präziserer Zahlen in JavaScript.

Beim Schreiben von JavaScript-Code müssen wir auch immer auf die Frage der numerischen Präzision achten. Vermeiden Sie beispielsweise den direkten Vergleich von Gleitkommazahlen und vergleichen Sie stattdessen die Unterschiede zwischen ihnen, normalerweise durch Festlegen einer kleinen Toleranz.

Im Allgemeinen ist das Problem des Präzisionsverlusts von JavaScript ein Problem, mit dem wir sorgfältig umgehen müssen. Das Wissen, wie sich Rundungsfehler reduzieren lassen, sowie die Verwendung hochpräziser arithmetischer Bibliotheken oder anderer Techniken können uns dabei helfen, robusteren und genaueren Code zu schreiben.

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