JS浮点计算精度问题分析与解决

Posted 2020-10-16 燎原之火的部落格

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了JS浮点计算精度问题分析与解决相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

问题描述

在JS计算四则运算时会遇到精度丢失的问题，会引起诸多问题，看看以下例子：
例如：在chrome控制台输入 0.1 + 0.7
输出结果是 0.7999999999999999
例如：0.1+0.2
输出结果：0.30000000000000004
例如：0.1277*1000000000000
输出结果：127700000000.00002

问题代码

bMsg.expectRate的值为0.1277
bMsg.expectRate * 1000000000000 / 10000000000
如问题描述的输出结果可以看到，结果并不是预期的12.77，而是127700000000.00002

问题原因分析

问题原因是javascript采用了IEEE-745浮点数表示法（几乎所有的编程语言都采用），这是一种二进制表示法，可以精确地表示分数，比如1/2，1/8，1/1024。遗憾的是，我们常用的分数（特别是在金融的计算方面）都是十进制分数1/10，1/100等。二进制浮点数表示法并不能精确的表示类似0.1这样的简单的数字。

二进制浮点数表示

0.1 + 0.2计算过程会转化成二进制，但由于换算为二进制表达时是无穷的。例如：
0.1 -> 0.0001100110011001...(无限)
0.2 -> 0.0011001100110011...(无限)
IEEE 754 标准的 64 位双精度浮点数的小数部分最多支持 53 位二进制位，所以两者相加之后得到二进制为
0.0100110011001100110011001100110011001100110011001100
因浮点数小数位的限制而截断的二进制数字，再转换为十进制，就成了 0.30000000000000004。所以在进行算术计算时会产生误差。

解决方案

为了解决浮点数运算精度丢失问题，一般有以下的方案：

使用类库

toFixed方法

在IE6、7、8版本会存在兼容性问题，返回值不准确。

小数部分转化为整数，计算后再转化成小数（推荐使用）

以下是一些封装好的方法

加法函数

/**
 ** 加法函数，用来得到精确的加法结果
 ** 说明：javascript的加法结果会有误差，在两个浮点数相加的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的加法结果。
 ** 调用：accAdd(arg1,arg2)
 ** 返回值：arg1加上arg2的精确结果
 **/
function accAdd(arg1, arg2) {
    var r1, r2, m, c;
    try {
        r1 = arg1.toString().split(".")[1].length;
    }
    catch (e) {
        r1 = 0;
    }
    try {
        r2 = arg2.toString().split(".")[1].length;
    }
    catch (e) {
        r2 = 0;
    }
    c = Math.abs(r1 - r2);
    m = Math.pow(10, Math.max(r1, r2));
    if (c > 0) {
        var cm = Math.pow(10, c);
        if (r1 > r2) {
            arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", ""));
            arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", "")) * cm;
        } else {
            arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", "")) * cm;
            arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", ""));
        }
    } else {
        arg1 = Number(arg1.toString().replace(".", ""));
        arg2 = Number(arg2.toString().replace(".", ""));
    }
    return (arg1 + arg2) / m;
}
 
//给Number类型增加一个add方法，调用起来更加方便。
Number.prototype.add = function (arg) {
    return accAdd(arg, this);
};

减法函数

/**
 ** 减法函数，用来得到精确的减法结果
 ** 说明：javascript的减法结果会有误差，在两个浮点数相减的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的减法结果。
 ** 调用：accSub(arg1,arg2)
 ** 返回值：arg1加上arg2的精确结果
 **/
function accSub(arg1, arg2) {
    var r1, r2, m, n;
    try {
        r1 = arg1.toString().split(".")[1].length;
    }
    catch (e) {
        r1 = 0;
    }
    try {
        r2 = arg2.toString().split(".")[1].length;
    }
    catch (e) {
        r2 = 0;
    }
    m = Math.pow(10, Math.max(r1, r2)); //last modify by deeka //动态控制精度长度
    n = (r1 >= r2) ? r1 : r2;
    return ((arg1 * m - arg2 * m) / m).toFixed(n);
}
 
// 给Number类型增加一个mul方法，调用起来更加方便。
Number.prototype.sub = function (arg) {
    return accMul(arg, this);
};

乘法函数

/**
 ** 乘法函数，用来得到精确的乘法结果
 ** 说明：javascript的乘法结果会有误差，在两个浮点数相乘的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的乘法结果。
 ** 调用：accMul(arg1,arg2)
 ** 返回值：arg1乘以 arg2的精确结果
 **/
function accMul(arg1, arg2) {
    var m = 0, s1 = arg1.toString(), s2 = arg2.toString();
    try {
        m += s1.split(".")[1].length;
    }
    catch (e) {
    }
    try {
        m += s2.split(".")[1].length;
    }
    catch (e) {
    }
    return Number(s1.replace(".", "")) * Number(s2.replace(".", "")) / Math.pow(10, m);
}
 
// 给Number类型增加一个mul方法，调用起来更加方便。
Number.prototype.mul = function (arg) {
    return accMul(arg, this);
};

除法函数

/** 
 ** 除法函数，用来得到精确的除法结果
 ** 说明：javascript的除法结果会有误差，在两个浮点数相除的时候会比较明显。这个函数返回较为精确的除法结果。
 ** 调用：accDiv(arg1,arg2)
 ** 返回值：arg1除以arg2的精确结果
 **/
function accDiv(arg1, arg2) {
    var t1 = 0, t2 = 0, r1, r2;
    try {
        t1 = arg1.toString().split(".")[1].length;
    }
    catch (e) {
    }
    try {
        t2 = arg2.toString().split(".")[1].length;
    }
    catch (e) {
    }
    with (Math) {
        r1 = Number(arg1.toString().replace(".", ""));
        r2 = Number(arg2.toString().replace(".", ""));
        return (r1 / r2) * pow(10, t2 - t1);
    }
}
 
//给Number类型增加一个div方法，调用起来更加方便。
Number.prototype.div = function (arg) {
    return accDiv(this, arg);
};