JS `BigInt` 与 `Number` 类型的显式转换与混合运算规则

各位观众，欢迎来到今天的JavaScript“数值大冒险”讲座！我是你们今天的向导，皮皮虾。今天咱们不聊框架，不谈架构，就聊聊JavaScript里的两个“数字公民”：Number 和 BigInt。它们俩啊，就像一对性格迥异的兄弟，虽然都姓“数”，但脾气秉性可是大不相同。今天咱们就来扒一扒它们之间的爱恨情仇，看看怎么让它们和平共处，一起为我们的代码添砖加瓦。

第一幕：Number君的自白——“我可是老牌劲旅！”

Number，这位老牌劲旅，在JavaScript里可是根深蒂固。它能表示整数、小数、正数、负数，甚至还能表示Infinity（无穷大）和NaN（Not a Number，不是一个数字）。

let age = 25; // 整数
let price = 99.99; // 小数
let pi = Math.PI; // 圆周率
let infinity = Infinity; // 无穷大
let notANumber = NaN; // 不是一个数字

Number 的优点在于它的广泛性和兼容性。几乎所有的JavaScript操作都默认使用 Number。但是，Number 也有它的局限性。它使用IEEE 754双精度浮点数格式，这意味着它只能精确表示-2^53 到 2^53 之间的整数。一旦超出这个范围，就会出现精度丢失的问题。

console.log(9007199254740992); // 9007199254740992
console.log(9007199254740993); // 9007199254740992  咦？怎么一样了？

看到没？超过安全整数范围后，Number 就开始“睁眼说瞎话”了，明明是不同的数字，它却显示成一样的。这就是精度丢失，在处理金融数据或者需要高精度计算的场景下，这可是要命的！

第二幕：BigInt君的登场——“我就是来解决问题的！”

为了解决 Number 的精度问题，ES2020 引入了 BigInt。 BigInt 是一种新的原始类型，它可以表示任意精度的整数。换句话说，只要你的内存足够大，BigInt 就能表示你想表示的任何整数。

创建 BigInt 有两种方式：

在整数后面加上 n。
使用 BigInt() 构造函数。

let bigNumber1 = 123456789012345678901234567890n; // 使用 n 后缀
let bigNumber2 = BigInt(123456789012345678901234567890); // 使用 BigInt() 构造函数
let bigNumber3 = BigInt("123456789012345678901234567890"); // 也可以使用字符串

现在，我们再来试试之前 Number 无法精确表示的数字：

console.log(BigInt(9007199254740993)); // 9007199254740993n  终于正确了！

BigInt 就像一位救星，解决了 Number 的精度问题。但是，BigInt 也不是万能的。它不能直接和 Number 进行混合运算，而且不支持一些 Number 支持的操作，比如 Math.random()。

第三幕：兄弟间的隔阂——“我们不能直接混合！”

Number 和 BigInt 就像是生活在不同世界的兄弟，它们不能直接进行混合运算。如果你尝试这样做，JavaScript会毫不客气地抛出一个 TypeError。

let number = 10;
let bigInt = 20n;

// console.log(number + bigInt); // TypeError: Cannot mix BigInt and other types, use explicit conversions

JavaScript 告诉你：“不能混合 BigInt 和其他类型，请使用显式转换。” 这就引出了我们今天的重点：显式转换。

第四幕：握手言和——显式转换的艺术

要让 Number 和 BigInt 和平共处，我们需要使用显式转换。显式转换就像是兄弟俩之间的翻译，把一种语言翻译成另一种语言，让他们能够互相理解。

Number 转 BigInt：

可以使用 BigInt() 构造函数将 Number 转换为 BigInt。但是，需要注意的是，如果 Number 不是一个整数，那么转换后的 BigInt 会舍弃小数部分。
```
let number = 10.5;
let bigInt = BigInt(number); // 10n  注意：小数部分被舍弃了
console.log(bigInt);
```
请务必小心，因为这可能会导致数据丢失。
BigInt 转 Number：

可以使用 Number() 构造函数将 BigInt 转换为 Number。但是，需要注意的是，如果 BigInt 的值超出了 Number 的安全整数范围，那么转换后的 Number 可能会失去精度。
```
let bigInt = 9007199254740993n;
let number = Number(bigInt); // 9007199254740992  精度丢失了！
console.log(number);
```
所以，在将 BigInt 转换为 Number 时，一定要谨慎，确保不会丢失精度。

第五幕：混合运算的正确姿势

有了显式转换，我们就可以让 Number 和 BigInt 进行混合运算了。但是，我们需要记住一个原则： 先转换，再运算。

let number = 10;
let bigInt = 20n;

let result1 = Number(bigInt) + number; // 先将 bigInt 转换为 Number，再相加
console.log(result1); // 30

let result2 = bigInt + BigInt(number); // 先将 number 转换为 BigInt，再相加
console.log(result2); // 30n

选择哪种转换方式取决于你的具体需求。如果你需要得到一个 Number 类型的结果，就将 BigInt 转换为 Number；如果你需要得到一个 BigInt 类型的结果，就将 Number 转换为 BigInt。

第六幕：运算符的注意事项

BigInt 支持大部分常用的运算符，例如 +、-、*、/、% 等。但是，有一些运算符需要特别注意：

除法 /：

BigInt 的除法会舍弃小数部分，只保留整数部分。这与 Number 的除法不同。
```
console.log(10n / 3n); // 3n  小数部分被舍弃了
console.log(10 / 3); // 3.3333333333333335
```

位运算符：

BigInt 支持位运算符，例如 &、|、^、~、<<、>> 等。这些运算符可以用于进行位操作。

console.log(10n & 3n); // 2n
console.log(10n | 3n); // 11n
console.log(10n ^ 3n); // 9n
console.log(~10n); // -11n
console.log(10n << 2n); // 40n
console.log(10n >> 2n); // 2n

比较运算符：

BigInt 可以使用比较运算符，例如 ==、!=、>、<、>=、<= 等。比较运算符可以用于比较 BigInt 和 Number 的大小。
```
console.log(10n == 10); // true  注意：这里是 ==，不是 ===
console.log(10n === BigInt(10)); // true
console.log(10n > 5); // true
console.log(10n < 15); // true
```
需要注意的是，在使用 == 比较 BigInt 和 Number 时，JavaScript 会进行隐式类型转换。为了避免意外的结果，建议使用 === 进行严格比较。

第七幕：实际应用场景

BigInt 在很多场景下都非常有用，尤其是在需要处理大整数或者高精度计算的场景下。举几个例子：

金融计算：

在金融计算中，精度至关重要。使用 BigInt 可以避免因精度丢失而导致的错误。
密码学：

在密码学中，经常需要处理非常大的整数。使用 BigInt 可以轻松地处理这些大整数。
科学计算：

在科学计算中，也经常需要处理高精度的数值。使用 BigInt 可以满足这些需求。
ID 生成：

有些系统需要生成全局唯一的ID，可以使用 BigInt 来保证ID的唯一性，即使在高并发的情况下也不会出现重复。

第八幕：总结与建议

今天我们一起探索了 Number 和 BigInt 的特性、显式转换规则以及混合运算的注意事项。让我们来总结一下：

Number 是JavaScript的老牌劲旅，但存在精度问题。
BigInt 是JavaScript的新秀，可以表示任意精度的整数。
Number 和 BigInt 不能直接进行混合运算，需要使用显式转换。
在进行显式转换时，需要注意可能出现的精度丢失问题。
BigInt 在金融计算、密码学、科学计算等领域有广泛的应用。

最后，给大家一些建议：

在选择使用 Number 还是 BigInt 时，要根据具体的应用场景来决定。如果不需要高精度，可以使用 Number；如果需要高精度，就必须使用 BigInt。
在进行混合运算时，一定要使用显式转换，避免出现 TypeError。
在将 BigInt 转换为 Number 时，要注意可能出现的精度丢失问题。

好了，今天的“数值大冒险”讲座就到这里。希望大家通过今天的学习，能够更好地理解和使用 Number 和 BigInt，让它们在你的代码中发挥更大的作用！感谢大家的观看，我们下次再见！

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