Есть ли надежный способ в JavaScript получить количество десятичных знаков произвольного числа?

важно отметить, что я не ищу функцию округления. Я ищу функцию, которая возвращает количество десятичных знаков в упрощенном десятичном представлении произвольного числа. То есть, мы имеем следующее:

decimalPlaces(5555.0);     //=> 0
decimalPlaces(5555);       //=> 0
decimalPlaces(555.5);      //=> 1
decimalPlaces(555.50);     //=> 1
decimalPlaces(0.0000005);  //=> 7
decimalPlaces(5e-7);       //=> 7
decimalPlaces(0.00000055); //=> 8
decimalPlaces(5.5e-7);     //=> 8

моим первым побуждением было использовать строковые представления: split on '.', затем на 'e-', и сделайте математику, например (пример подробный):

function decimalPlaces(number) {
  var parts = number.toString().split('.', 2),
    integerPart = parts[0],
    decimalPart = parts[1],
    exponentPart;

  if (integerPart.charAt(0) === '-') {
    integerPart = integerPart.substring(1);
  }

  if (decimalPart !== undefined) {
    parts = decimalPart.split('e-', 2);
    decimalPart = parts[0];
  }
  else {
    parts = integerPart.split('e-', 2);
    integerPart = parts[0];
  }
  exponentPart = parts[1];

  if (exponentPart !== undefined) {
    return integerPart.length +
      (decimalPart !== undefined ? decimalPart.length : 0) - 1 +
      parseInt(exponentPart);
  }
  else {
    return decimalPart !== undefined ? decimalPart.length : 0;
  }
}

для моих примеров выше эта функция работает. Тем не менее, я не удовлетворен, пока я не проверил все возможные значения, поэтому я вырвался Number.MIN_VALUE.

Number.MIN_VALUE;                      //=> 5e-324
decimalPlaces(Number.MIN_VALUE);       //=> 324

Number.MIN_VALUE * 100;                //=> 4.94e-322
decimalPlaces(Number.MIN_VALUE * 100); //=> 324

это выглядело разумным сначала, но затем на двойном дубле я понял, что 5e-324 * 10 должно быть 5e-323! И тут меня осенило: я имею дело с эффектами квантования очень небольшом количестве. Кроме того, некоторые числа, хранящиеся в двоичном формате, имеют неоправданно длинные десятичные представления, поэтому их десятичные представления усекаются. Это неудачно для меня, потому что это означает, что я не могу получить их истинную десятичную точность, используя их строковые представления.

Итак, я пришел к вам, сообщество StackOverflow. Кто-нибудь из вас знает надежный способ получить истинную точность числа после десятичной запятой?

цель этой функции, если кто-нибудь спросит, заключается в использовании в другой функции, которая преобразует float в упрощенную дробь (то есть возвращает относительно целочисленный числитель coprime и ненулевой естественный знаменатель). Единственная недостающая часть в этой внешней функции-надежный способ определить количество десятичных знаков в поплавке, чтобы я мог умножить его на соответствующую степень 10. Надеюсь, я слишком много об этом думаю.

6 ответов


историческое Примечание: поток комментариев ниже может ссылаться на первую и вторую реализации. Я поменял заказ в сентябре 2017 года, так как ведущий с багги-реализацией вызвал путаницу.

если вы хотите что-то, что карты "0.1e-100" до 101, то вы можете попробовать что-то вроде

function decimalPlaces(n) {
  // Make sure it is a number and use the builtin number -> string.
  var s = "" + (+n);
  // Pull out the fraction and the exponent.
  var match = /(?:\.(\d+))?(?:[eE]([+\-]?\d+))?$/.exec(s);
  // NaN or Infinity or integer.
  // We arbitrarily decide that Infinity is integral.
  if (!match) { return 0; }
  // Count the number of digits in the fraction and subtract the
  // exponent to simulate moving the decimal point left by exponent places.
  // 1.234e+2 has 1 fraction digit and '234'.length -  2 == 1
  // 1.234e-2 has 5 fraction digit and '234'.length - -2 == 5
  return Math.max(
      0,  // lower limit.
      (match[1] == '0' ? 0 : (match[1] || '').length)  // fraction length
      - (match[2] || 0));  // exponent
}

согласно спецификации, любое решение на основе встроенного числа - > преобразование строк может быть точным только до 21 места за пределами экспоненты.

9.8.1 ToString применяется к типу числа

  1. в противном случае пусть N, k и s-целые числа, такие, что k ≥ 1, 10k-1 ≤ s
  2. если k ≤ n ≤ 21, верните строку, состоящую из k цифр десятичного представления s (по порядку, без начальных нулей), за которыми следуют N-k вхождений символа ‘0’.
  3. Если 0
  4. если -6

историческое Примечание: реализация ниже проблематична. Я оставляю его здесь как контекст для потока комментариев.

на основании определения Number.prototype.toFixed, похоже, что должно работать следующее, но из-за представления IEEE-754 двойных значений некоторые числа будут давать ложные результаты. Например, decimalPlaces(0.123) вернутся 20.

function decimalPlaces(number) {
  // toFixed produces a fixed representation accurate to 20 decimal places
  // without an exponent.
  // The ^-?\d*\. strips off any sign, integer portion, and decimal point
  // leaving only the decimal fraction.
  // The 0+$ strips off any trailing zeroes.
  return ((+number).toFixed(20)).replace(/^-?\d*\.?|0+$/g, '').length;
}

// The OP's examples:
console.log(decimalPlaces(5555.0));  // 0
console.log(decimalPlaces(5555));  // 0
console.log(decimalPlaces(555.5));  // 1
console.log(decimalPlaces(555.50));  // 1
console.log(decimalPlaces(0.0000005));  // 7
console.log(decimalPlaces(5e-7));  // 7
console.log(decimalPlaces(0.00000055));  // 8
console.log(decimalPlaces(5e-8));  // 8
console.log(decimalPlaces(0.123));  // 20 (!)

Ну, я использую решение, основанное на том, что если вы умножите число с плавающей запятой на правильную степень 10, вы получите целое число.

например, если вы умножите 3.14 * 10 ^ 2, вы получите 314 (целое число). Показатель представляет собой число десятичных знаков, которое имеет число с плавающей запятой.

Итак, я подумал, что если я постепенно умножу плавающую точку на увеличение степеней 10, вы в конечном итоге придете к решение.

let decimalPlaces = function () {
   function isInt(n) {
      return typeof n === 'number' && 
             parseFloat(n) == parseInt(n, 10) && !isNaN(n);
   }
   return function (n) {
      const a = Math.abs(n);
      let c = a, count = 1;
      while (!isInt(c) && isFinite(c)) {
         c = a * Math.pow(10, count++);
      }
      return count - 1;
   };
}();

for (const x of [
  0.0028, 0.0029, 0.0408,
  0, 1.0, 1.00, 0.123, 1e-3,
  3.14, 2.e-3, 2.e-14, -3.14e-21,
  5555.0, 5555, 555.5, 555.50, 0.0000005, 5e-7, 0.00000055, 5e-8,
  0.000006, 0.0000007,
  0.123, 0.121, 0.1215
]) console.log(x, '->', decimalPlaces(x));

это работает для чисел меньше e-17 :

function decimalPlaces(n){
    var a;
    return (a=(n.toString().charAt(0)=='-'?n-1:n+1).toString().replace(/^-?[0-9]+\.?([0-9]+)$/,'').length)>=1?a:0;
}

2017 обновления

вот упрощенная версия, основанная на ответе Эдвина. Он имеет набор тестов и возвращает правильное количество десятичных дробей для угловых случаев, включая NaN, бесконечность, экспоненциальные обозначения и числа с проблемными представлениями их последовательных дробей, таких как 0.0029 или 0.0408. Это охватывает подавляющее большинство финансовых приложений, где 0.0408 наличие 4 десятичных знаков (не 6) более важно, чем 3.14 e-21, имеющий 23.

function decimalPlaces(n) {
  function hasFraction(n) {
    return Math.abs(Math.round(n) - n) > 1e-10;
  }

  let count = 0;
  // multiply by increasing powers of 10 until the fractional part is ~ 0
  while (hasFraction(n * (10 ** count)) && isFinite(10 ** count))
    count++;
  return count;
}

for (const x of [
  0.0028, 0.0029, 0.0408, 0.1584, 4.3573, // corner cases against Edwin's answer
  11.6894,
  0, 1.0, 1.00, 0.123, 1e-3, -1e2, -1e-2, -0.1,
  NaN, 1E500, Infinity, Math.PI, 1/3,
  3.14, 2.e-3, 2.e-14,
  1e-9,  // 9
  1e-10,  // should be 10, but is below the precision limit
  -3.14e-13,  // 15
  3.e-13,  // 13
  3.e-14,  // should be 14, but is below the precision limit
  123.12345678901234567890,  // 14, the precision limit
  5555.0, 5555, 555.5, 555.50, 0.0000005, 5e-7, 0.00000055, 5e-8,
  0.000006, 0.0000007,
  0.123, 0.121, 0.1215
]) console.log(x, '->', decimalPlaces(x));

компромисс заключается в том, что метод не более 10 гарантированных дроби. Он может вернуть больше десятичных знаков правильно, но не полагайтесь на это. Числа меньше 1e-10 можно считать нулевыми, и функция будет возвращать 0. Это конкретное значение было выбрано для правильного решения углового случая 11.6894, для которого простой метод умножения на степени 10 терпит неудачу (он возвращает 5 вместо 4).

однако, это 5-й угловой случай, который я обнаружил, после 0.0029, 0.0408, 0.1584 и 4.3573. После каждого я должен был уменьшить точность на один десятичный знак. Я не знаю, есть ли другие числа с менее чем 10 десятичными знаками, для которых эта функция может возвращать неправильное число десятичных знаков. Чтобы быть в безопасности, ищите произвольной точности библиотека.

обратите внимание, что преобразование в строку и разделение на . - это только решение для до 7 десятичных знаков. String(0.0000007) === "7e-7". Или даже меньше? Представление с плавающей запятой не интуитивно.


не только числа квантуются перед хранением; кроме того, некоторые числа, хранящиеся в двоичном формате, имеют неоправданно длинные десятичные представления, поэтому их десятичные представления усекаются.

JavaScript представляет числа с помощью IEEE-754 формат двойн-точности (64 бита). Насколько я понимаю, это дает вам точность 53 бита или пятнадцать-шестнадцать десятичных цифр.

поэтому для любого числа с большим количеством цифр вы просто получаете приближение. Есть некоторые библиотеки, чтобы обрабатывать большие числа с большей точностью, в том числе упомянутые в этой теме.


на основе ответа gion_13 я придумал следующее:

function decimalPlaces(n){
let result= /^-?[0-9]+\.([0-9]+)$/.exec(n);
return result === null ? 0 : result[1].length;
}

for (const x of [
  0, 1.0, 1.00, 0.123, 1e-3, 3.14, 2.e-3, -3.14e-21,
  5555.0, 5555, 555.5, 555.50, 0.0000005, 5e-7, 0.00000055, 5e-8,
  0.000006, 0.0000007,
  0.123, 0.121, 0.1215
]) console.log(x, '->', decimalPlaces(x));

Он исправляет возвращаемый 1, когда нет десятичных знаков. Насколько я могу судить, это работает без ошибок.