JavaScript和Java中的计算结果不同。

Question

我想我在处理大数时遇到了问题。

Java中的计算：

int n = 4451 + 554 * 57;
n = n << 13 ^ n;
System.out.println(n * (n * n * 15731 + 789221) + 1376312589);
=> 587046333

在JavaScript中：

var n = 4451 + 554 * 57;
n = n << 13 ^ n;
console.log(n * (n * n * 15731 + 789221) + 1376312589);
=> 4.043454188561781e+29

JavaScript版本存在什么问题，我该如何修复，以使JavaScript的结果与Java的结果相同？

编辑：尝试使用：https://github.com/jtobey/javascript-bignum，但结果为0。

var test = new BigInteger(295120061).multiply( new BigInteger(295120061) 
                                      .multiply(new BigInteger(295120061)) 
                                      .multiply(new BigInteger(15731)) 
                                      .add(new BigInteger(789221)))
                                      .add(new BigInteger(1376312589));

=> 测试 = 0

- Captain Obvious

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如果在Java示例中将n声明为long，会发生什么？ - ajb

然后我得到了-1448455493533196867。 - Captain Obvious

尝试使用“try parse long”和“parse int”而不是隐式变量。 - huseyin tugrul buyukisik

尝试使用 double（或 BigInteger，如果您需要精确结果） - fabian

Answer 1

JavaScript中没有整数算术，所有数字都以64位浮点数(Java中的double)存储。当JavaScript看到像<<或^这样的位处理运算符时，它会暂时将操作数转换为32位整数进行算术运算，但然后再将它们转换回64位浮点数。因此，在JavaScript中，最后一次乘法是以浮点运算执行的。而在Java中，则仍然是一个整数操作。下面是在Java中执行相同操作的代码(我已经测试过了，结果是相同的)：

int n = 4451 + 554 * 57;
n = n << 13 ^ n;
double x = n;
System.out.println(x * (x * x * 15731 + 789221) + 1376312589);

如果你想要 JavaScript 代码与 Java 表现相同，你需要一种方式来执行乘法和加法，使其在溢出时与 Java 的处理方式相同。也就是说，它必须将所有操作的结果视为在范围 -2³¹ 和 2³¹-1 内。使用 JavaScript 的本机算术运算并没有可靠的方法来做到这一点；即使你给它两个只有 31 位有效数字的值，当你将它们相乘时，你会得到 62 位有效数字，而 JavaScript 的“number”类型只有 52 位，这意味着某些位将会丢失。可能有一个 JavaScript 库可以让你进行这种精确的整数运算，但我不是 JavaScript 框架方面的专家，所以我不知道那是什么。也许其他人会提供帮助。

- ajb

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你说得对，现在它与JavaScript的结果相同，但是我需要反过来 :) （JavaScript的结果应该是587046333） - Captain Obvious

没问题，不管怎样还是谢谢您提供的其他信息；）我会尝试解决这个问题，因为这对我的应用程序非常重要:) - Captain Obvious

我已经尝试过了，但没有成功（我已经在问题中更新了它）。 - Captain Obvious

@CaptainObvious 如果您发布了如何使其工作的方法，它可以帮助其他正在尝试在JavaScript中执行准确整数运算的人。 - Jason C

可能有一个JavaScript库可以让你进行这种精确的整数运算。有的！请看下面我的答案！ - Boann

Answer 2

问题，正如@ajb所述，是JavaScript是弱类型语言，并且正在执行双精度浮点运算，而我们需要严格的32位整数运算。

对于乘法，函数Math.imul存在于此目的。它尚未在Internet Explorer中得到支持，但链接页面包含一个替换函数，用于模拟旧版浏览器中的imul，该函数通过分别乘以数字的顶部和底部来工作。

对于加法，我们可以将数字与0进行OR运算。这有效，因为任何按位操作都会强制JavaScript数字变为32位整数，并且与0进行OR运算实际上不会改变该值：

Math.iadd = function(a, b) { return ((a|0) + (b|0))|0; }

现在使用它：

var n = Math.iadd(4451, Math.imul(554, 57));
n = n << 13 ^ n;
console.log(Math.iadd(Math.imul(n, Math.iadd(Math.imul(Math.imul(n, n), 15731), 789221)), 1376312589));

这段代码有点长，但是可以正常运行。输出结果为587046333，与Java相同。

- Boann

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谢谢这个，我已经点赞并会尽快查看。可能比额外的库更高效。 - Captain Obvious

Answer 3

使用：https://github.com/iriscouch/bigdecimal.js

（说明：此处为编程相关内容，引用了 bigdecimal.js 的 GitHub 链接）

var n = 4451 + 554 * 57; 
n=n << 13 ^ n; 
var test = new BigDecimal(n).multiply( new BigDecimal(n) 
                                      .multiply(new BigDecimal(n)) 
                                      .multiply(new BigDecimal(15731)) 
                                      .add(new BigDecimal(789221)))
                                      .add(new BigDecimal(1376312589));
    test.intValue()

打印正确的结果

- Captain Obvious