理解 JS 的内存与变量存储
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在前端领域,因为大部分在跟UI打交道,内存管理是最容易被忽略的部分。如果不懂内存,就看不清很多问题的本质,也难以写出更合格的代码,本次带大家走进内存的世界。
JS神奇的Number
案例一:金额的计算与传递
18.9 * 100
=1889.9999999999998
案例二:违背的数学定律
0.1 + 0.2 === 0.3
// false
(function (a, b, c) {
return a + b + c === a + ( b + c )
})(0.1, 0.2, 0.3)
// false
案例三:无限循环的加法
(function (num) {
while(true) {
if (++num % 13 === 0) {
return num
}
}
})(2 ** 53)
案例四:JSON.parse
JSON.parse('{"a":180143985094813214124}')
//{a: 180143985094813220000}
通过上面的四个案例我们可以看出,数字在计算机中运算往往会给人带来一些“惊喜”,要想防止这些意想不到的结果,我们首先要了解Number在Javascript中到底是怎么存储的?
存储数字
计算机是用二进制来存储数据的,所以数字也需要转换成相应二进制:0 或者 1 的不同组合序列。
二进制如何转换
如何将一个数字转换成二进制,这里举个例子说明一下:
把十进制小数 106.6953125 转换成二进制
遇到小数转换时,需要把整数和小数两部分分别进行处理,整数 106 除以 2 直到商是 0 为止,取每次除 2 得到的余数结果
106 / 2 = 53 ...... 0
53 / 2 = 26 ...... 1
26 / 2 = 13 ...... 0
13 / 2 = 6 ...... 1
6 / 2 = 3 ...... 0
3 / 2 = 1 ...... 1
1 / 2 = 0 ...... 1
结果为得到的余数按照从右往左排列 1101010
小数 0.6953125 乘以 2 直到不存在小数位为止,并计下每次乘后的整数位结果,
0.6953125 x 2 = 1.390625 ...... 1
0.390625 x 2 = 0.78125 ...... 0
0.78125 x 2 = 1.5625 ...... 1
0.5625 x 2 = 1.125 ...... 1
0.125 x 2 = 0.25 ...... 0
0.25 x 2 = 0.5 ...... 0
0.5 x 2 = 1 ...... 1
结果为得到的整数位按照从左往右排列 1011001
将计算后的 0 1 序列拼在一起就得到转换的二进制 1101010.1011001,用科学计数法表示为,算出了二进制,接下来需要将它存进计算机中,在Javascript中不区分整数和小数,数字统一按照双精度浮点数的要求来存储,主要包含下面规则:
使用 存储双精度浮点数 存储小数用科学计数法表示的数据 第一位表示符号,后 位表示指数,指数按照补位运算,即直接 加指数位 剩余 位表示小数点后的尾数,超过 52位的部分 0 舍 1 进
由于指数位的 11 位不包括符号位,那么为了达到正负指数的效果,就引入了指数的偏移值。
用图表示如下:
我们将转换好的二进制数按规则放进内存中,首先 是正数,所以符号位应该为 0, 0 表示正号, 1 表示负号
二进制 指数是 (这里需要加上偏移量1023),转成二进制为 ,指数位要求放置二进制的补码,而补码的计算规则是:
正数的补码就是其本身 负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反
所以图片指数位应该填
尾数位部分直接将小数转换后的二进制填入即可
数字最后就是以这样的形式存入计算机中
why 0.1 + 0.2 !== 0.3?
在理解数字存储的原理后,我们再来分析下为什么
首先将 分别转换成二进制
0.1 x 2 = 0.2 ...... 0
0.2 x 2 = 0.4 ...... 0
0.4 x 2 = 0.8 ...... 0
0.8 x 2 = 1.6 ...... 1
0.6 x 2 = 1.2 ...... 1
0.2 x 2 = 0.4 ...... 0
0.4 x 2 = 0.8 ...... 0
0.8 x 2 = 1.6 ...... 1
0.6 x 2 = 1.2 ...... 1
得到的整数位按照从左往右排列 000110011...
0.2 x 2 = 0.4 ...... 0
0.4 x 2 = 0.8 ...... 0
0.8 x 2 = 1.6 ...... 1
0.6 x 2 = 1.2 ...... 1
0.2 x 2 = 0.4 ...... 0
0.4 x 2 = 0.8 ...... 0
0.8 x 2 = 1.6 ...... 1
0.6 x 2 = 1.2 ...... 1
0.2 x 2 = 0.4 ...... 0
得到的整数位按照从左往右排列 001100110...
0.3 x 2 = 0.6 ...... 0
0.6 x 2 = 1.2 ...... 1
0.2 x 2 = 0.4 ...... 0
0.4 x 2 = 0.8 ...... 0
0.8 x 2 = 1.6 ...... 1
0.6 x 2 = 1.2 ...... 1
0.2 x 2 = 0.4 ...... 0
0.4 x 2 = 0.8 ...... 0
0.8 x 2 = 1.6 ...... 1
得到的整数位按照从左往右排列 010011001...
统一用科学计数法表示为
放入计算机中双精度浮点数存储,最后的红色表示超过尾数位的二进制,即需要做舍0进1处理
则经过64位双精度存储后,二进制如下表示
此时 0.1+0.2 可以看出与 0.3 不相等
这就是数字在计算机中运算往往会给人带来一些“惊喜”!
结束语
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作者:立花正仁
https://juejin.cn/post/6991844682066034718
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