JS如何实现BigInt？大整数的运算-js教程-PHP中文网

JavaScript引入BigInt类型以解决Number类型在处理超过2^53-1的大整数时精度丢失的问题，通过n后缀或BigInt()构造函数创建，支持常规算术与位运算，但不可与Number直接混合运算，需显式转换。BigInt除法向下取整，不支持JSON序列化，建议使用字符串转换处理；推荐在处理大整数ID、加密计算等场景使用，避免精度丢失，提升代码可靠性。

js如何实现bigint？大整数的运算

JavaScript引入了原生的

BigInt

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类型，它允许我们直接处理任意精度的整数，解决了传统

Number

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类型在表示和计算超过

2^53-1

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或小于

-(2^53-1)

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的大整数时精度丢失的问题。这意味着，那些曾经需要借助第三方库才能完成的超大数字运算，现在可以被语言本身直接支持了，大大提升了开发效率和代码的简洁性。

解决方案

使用

BigInt

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进行大整数运算，核心在于理解它的创建方式和与传统

Number

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类型的交互规则。

你可以通过在整数后面添加

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后缀来创建一个

BigInt

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字面量，比如

123n

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。或者，使用

BigInt()

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构造函数将

Number

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类型的值（或字符串）转换为

BigInt

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，例如

BigInt(123)

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或

BigInt(&quot;9007199254740991&quot;)

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。

const bigNumberLiteral = 9007199254740991n; // 直接使用n后缀
const bigNumberFromNumber = BigInt(9007199254740991); // 从Number转换
const bigNumberFromString = BigInt(&quot;900719925474099123456789&quot;); // 从字符串转换，推荐用于超大数字

console.log(bigNumberLiteral); // 9007199254740991n
console.log(bigNumberFromNumber); // 9007199254740991n
console.log(bigNumberFromString); // 900719925474099123456789n

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BigInt

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支持所有常规的算术运算符：

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、

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、

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、

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、

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、

**

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（幂）。比较运算符如

==

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、

===

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、

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、

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等也同样适用。需要特别注意的是，

BigInt

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和

Number

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类型不能直接进行混合运算。例如，

1n + 1

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会抛出

TypeError

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。如果你需要混合使用，必须显式地进行类型转换。

const a = 10n;
const b = 3n;

console.log(a + b); // 13n
console.log(a - b); // 7n
console.log(a * b); // 30n
console.log(a / b); // 3n (注意：BigInt的除法会向下取整，没有小数部分)
console.log(a % b); // 1n
console.log(a ** b); // 1000n

// 类型转换示例
const num = 5;
// console.log(a + num); // TypeError: Cannot mix BigInt and other types, use explicit conversions
console.log(a + BigInt(num)); // 15n
console.log(Number(a) + num); // 15 (注意：如果BigInt太大，转换为Number可能导致精度丢失)

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BigInt

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的除法操作会直接截断小数部分，这与

Number

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类型不同。比如

5n / 2n

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的结果是

2n

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，而不是

2.5

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。这符合整数除法的语义。此外，

BigInt

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也支持位运算符，如

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、

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、

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、

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、

<<

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、

>>

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、

>>>

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。

typeof

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运算符对

BigInt

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值返回

"bigint"

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。

BigInt与传统Number类型有何不同？为何需要BigInt？

JavaScript的

Number

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类型是基于IEEE 754标准的双精度浮点数实现的。这意味着它能精确表示的整数范围是有限的，具体来说，是从

-(2^53 - 1)

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到

2^53 - 1

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（即

-9007199254740991

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到

9007199254740991

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）。超过这个范围的整数，

Number

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类型就无法精确表示了，会发生精度丢失，导致一些大整数在内存中被“四舍五入”成一个近似值。

我记得以前在处理一些后端返回的ID，或者像区块链、加密货币这类场景的数值时，经常会遇到这种问题。一个看起来很长的数字，一到前端用

Number

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一解析，结果就变了，这简直是灾难。

const maxSafeInteger = Number.MAX_SAFE_INTEGER; // 9007199254740991
console.log(maxSafeInteger + 1); // 9007199254740992
console.log(maxSafeInteger + 2); // 9007199254740992 (这里已经开始丢失精度了！)

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BigInt

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的出现正是为了解决这个痛点。它不限制整数的位数，只要内存允许，理论上可以表示任意大的整数。这意味着，无论你的数字有多长，

BigInt

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都能精确地存储和计算，不会有任何精度问题。这对于需要处理大额资金、加密哈希值、高精度计算或者大型数据库ID等场景来说，简直是雪中送炭。它让JavaScript在处理这些特定领域的问题时，变得更加可靠和强大。

如何在JavaScript中高效地使用BigInt进行大整数运算？

高效使用

BigInt

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，除了掌握其基本运算，更重要的是理解其与

Number

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类型的交互规范，以及一些潜在的“坑”。

最关键的一点，也是我个人觉得最容易犯错的地方，就是

BigInt

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和

Number

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不能直接混用。语言设计者这样做的目的很明确：避免隐式的类型转换导致开发者在不知情的情况下丢失精度。如果允许

1n + 1

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这种操作，那么结果是

2n

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还是

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？如果结果是

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，那么

1n

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的任意精度优势就没了；如果结果是

2n

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，那么

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这个

Number

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就被强制提升了，这也不符合直觉。所以，强制要求显式转换，虽然初次接触会觉得有点麻烦，但从长期来看，它能帮助我们写出更健壮、更不容易出错的代码。

// 错误示范：TypeError
// const result = 5n + 2;

// 正确示范：显式转换
const result1 = 5n + BigInt(2); // 7n
const result2 = Number(5n) + 2; // 7 (注意：这里如果5n的值超出了Number的安全范围，就会丢失精度)

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在实际应用中，如果你的数据源（比如从后端API获取的JSON）中包含超出

Number

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安全范围的大整数，它们通常会被序列化为字符串。这时，你应该使用

BigInt(string)

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来创建

BigInt

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，而不是先解析成

Number

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再转换，因为那样就已经晚了，精度可能已经丢失。

const largeIdString = "123456789012345678901234567890n"; // 假设这是从API得到的字符串
// const wrongId = Number(largeIdString); // 这会出错或者精度丢失
const correctId = BigInt(largeIdString.slice(0, -1)); // 如果字符串带'n'，需要处理一下
// 或者如果后端直接返回纯数字字符串，更直接
const pureNumberString = "123456789012345678901234567890";
const correctId2 = BigInt(pureNumberString);

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处理BigInt时常见的陷阱与最佳实践有哪些？

尽管

BigInt

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带来了巨大的便利，但在使用过程中确实有一些需要注意的“陷阱”，以及一些可以提升代码质量的最佳实践。

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陷阱1：JSON序列化问题

BigInt

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类型的值不能直接被

JSON.stringify()

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序列化。尝试这样做会抛出

TypeError: Do not know how to serialize a BigInt

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。这是因为JSON标准本身没有定义

BigInt

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这种数据类型。

const data = {
  id: 12345678901234567890n,
  name: "Test"
};
// JSON.stringify(data); // TypeError

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解决方案： 通常的做法是提供一个自定义的

replacer

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函数给

JSON.stringify

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，将

BigInt

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转换为字符串，或者在需要时转换为

Number

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（如果确定不会丢失精度）。

const data = {
  id: 12345678901234567890n,
  name: "Test"
};

const jsonString = JSON.stringify(data, (key, value) =>
  typeof value === 'bigint' ? value.toString() : value
);
console.log(jsonString); // {"id":"12345678901234567890","name":"Test"}

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在接收端，你可能需要一个

reviver

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函数将这些字符串再转换回

BigInt

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。

陷阱2：除法结果的截断

前面也提到了，

BigInt

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的除法会直接截断小数部分。如果你期望得到一个浮点数结果，你需要进行显式的类型转换，或者在计算前将数字放大。

console.log(7n / 2n); // 3n
// 如果需要浮点数结果
console.log(Number(7n) / Number(2n)); // 3.5

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陷阱3：宽松相等（==）与严格相等（===）

BigInt

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和

Number

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在宽松相等比较时可能表现出你意想不到的行为：

1n == 1

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是

true

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。但严格相等

1n === 1

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是

false

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，因为它们的类型不同。在大多数情况下，坚持使用严格相等

===

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是更好的实践，这能避免很多潜在的类型转换带来的混淆。

最佳实践：

明确意图： 在代码中，当你看到一个数字后面跟着
```
n
```
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，你就知道它是一个
```
BigInt
```
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。这比使用一个普通的
```
Number
```
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然后依赖注释来表示它是一个大整数要清晰得多。
避免不必要的转换： 尽量在整个运算链中保持
```
BigInt
```
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类型，直到最后需要与
```
Number
```
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交互（比如显示给用户或者发送给只接受
```
Number
```
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的API）时再进行转换。这样可以最大限度地保留精度。
性能考量：
```
BigInt
```
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运算通常比
```
Number
```
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运算慢，因为它需要处理任意精度的逻辑。对于大多数应用来说，这种性能差异可以忽略不计。但如果你在做大量、高频率的大整数计算，并且对性能有极致要求，那么需要进行性能测试，甚至考虑使用WebAssembly或其他优化方案。不过，这通常是极少数情况，对于日常开发，
```
BigInt
```
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的性能已经足够。
兼容性：
```
BigInt
```
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是相对较新的特性（ES2020），虽然现代浏览器和Node.js都已支持，但如果需要支持老旧环境，可能需要Babel等工具进行转译，或者使用Polyfill（虽然
```
BigInt
```
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的Polyfill通常是通过引入第三方库实现的，这又回到了最初的问题）。

总的来说，

BigInt

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的引入是JavaScript语言在处理数字方面的一个重要里程碑，它让开发者能够更自信、更直接地处理那些曾经令人头疼的超大数字。理解它的特性、规避其陷阱，就能让你的代码在处理复杂数值计算时如虎添翼。

以上就是JS如何实现BigInt？大整数的运算的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！