BigInt

Ein BigInt Wert, manchmal einfach nur BigInt genannt, ist ein bigint Primitiv, das durch Anhängen von n an das Ende eines ganzzahligen Literals erstellt wird oder durch Aufrufen der BigInt() Funktion (ohne den new Operator) unter Angabe eines Ganzzahlen- oder Stringwerts.

const previouslyMaxSafeInteger = 9007199254740991n;

const alsoHuge = BigInt(9007199254740991);
// 9007199254740991n

const hugeString = BigInt("9007199254740991");
// 9007199254740991n

const hugeHex = BigInt("0x1fffffffffffff");
// 9007199254740991n

const hugeOctal = BigInt("0o377777777777777777");
// 9007199254740991n

const hugeBin = BigInt(
  "0b11111111111111111111111111111111111111111111111111111",
);
// 9007199254740991n

BigInt-Werte sind in einigen Aspekten ähnlich zu Number-Werten, unterscheiden sich jedoch in einigen wichtigen Punkten: Ein BigInt-Wert kann nicht mit Methoden des eingebauten Math Objekts verwendet werden und kann in Operationen nicht mit einem Number-Wert gemischt werden; sie müssen auf denselben Typ gezwungen werden. Seien Sie vorsichtig beim Hin- und Herzwingen von Werten, da die Genauigkeit eines BigInt-Werts verloren gehen kann, wenn er in einen Number-Wert umgewandelt wird.

Beim Testen mit typeof gibt ein BigInt-Wert (bigint Primitiv) "bigint" zurück:

typeof 1n === "bigint"; // true
typeof BigInt("1") === "bigint"; // true

Ein BigInt-Wert kann auch in einem Object verpackt werden:

typeof Object(1n) === "object"; // true

Die meisten Operatoren unterstützen BigInts, jedoch erlauben die meisten keine Operanden aus gemischten Typen — beide Operanden müssen BigInt sein oder keiner:

• Arithmetische Operatoren: +, -, *, /, %, **
• Bitweise Operatoren: >>, <<, &, |, ^, ~
• Unäre Negation (-)
• Inkrement/Dekrement: ++, --

Die boolean-rückgebenden Operatoren erlauben die Mischung von Zahlen und BigInts als Operanden:

• Relationsoperatoren und Gleichheitsoperatoren: >, <, >=, <=, ==, !=, ===, !==
• Logische Operatoren verlassen sich nur auf die Truthiness der Operanden

Einige Operatoren unterstützen BigInt überhaupt nicht:

• Unäres Plus (+) kann nicht unterstützt werden aufgrund der widersprüchlichen Nutzung in asm.js und wurde ausgelassen um asm.js nicht zu beschädigen.
• Unsigned Right Shift (>>>) ist der einzige bitweise Operator, der nicht unterstützt wird, da jeder BigInt-Wert ein Vorzeichen hat.

Besondere Fälle:

• Addition (+), die eine Zeichenkette und ein BigInt beinhaltet, gibt eine Zeichenkette zurück.
• Division (/) schneidet gebrochene Komponenten Richtung Null ab, da BigInt nicht in der Lage ist, gebrochene Mengen darzustellen.

const previousMaxSafe = BigInt(Number.MAX_SAFE_INTEGER); // 9007199254740991n
const maxPlusOne = previousMaxSafe + 1n; // 9007199254740992n
const theFuture = previousMaxSafe + 2n; // 9007199254740993n, this works now!
const prod = previousMaxSafe * 2n; // 18014398509481982n
const diff = prod - 10n; // 18014398509481972n
const mod = prod % 10n; // 2n
const bigN = 2n ** 54n; // 18014398509481984n
bigN * -1n; // -18014398509481984n
const expected = 4n / 2n; // 2n
const truncated = 5n / 2n; // 2n, not 2.5n

Ein BigInt-Wert ist nicht strikt gleich einem Number-Wert, aber er ist es lose:

0n === 0; // false
0n == 0; // true

Ein Number-Wert und ein BigInt-Wert können wie gewohnt verglichen werden:

1n < 2; // true
2n > 1; // true
2 > 2; // false
2n > 2; // false
2n >= 2; // true

BigInt- und Number-Werte können in Arrays gemischt und sortiert werden:

const mixed = [4n, 6, -12n, 10, 4, 0, 0n];
// [4n, 6, -12n, 10, 4, 0, 0n]

mixed.sort(); // default sorting behavior
// [ -12n, 0, 0n, 10, 4n, 4, 6 ]

mixed.sort((a, b) => a - b);
// won't work since subtraction will not work with mixed types
// TypeError: can't convert BigInt value to Number value

// sort with an appropriate numeric comparator
mixed.sort((a, b) => (a < b ? -1 : a > b ? 1 : 0));
// [ -12n, 0, 0n, 4n, 4, 6, 10 ]

Beachten Sie, dass Vergleiche mit Object-eingewickelten BigInt-Werten wie mit anderen Objekten agieren und nur Gleichheit anzeigen, wenn derselbe Objektinstanz verglichen wird:

Object(0n) === 0n; // false
Object(0n) === Object(0n); // false

const o = Object(0n);
o === o; // true

Da das Erzwingen zwischen Number-Werten und BigInt-Werten zu einem Verlust der Präzision führen kann, wird folgendes empfohlen:

• Verwenden Sie einen BigInt-Wert nur, wenn Werte größer als 2⁵³ vernünftigerweise erwartet werden.
• Erzwingen Sie nicht zwischen BigInt-Werten und Number-Werten.

Ein BigInt-Wert folgt denselben Konvertierungsregeln wie Numbers, wenn:

• er in einen Boolean konvertiert wird: über die Boolean Funktion;
• wenn er mit logischen Operatoren ||, && und ! verwendet wird; oder
• innerhalb eines bedingten Tests wie einem if Statement.

Nämlich, nur 0n ist falsy; alles andere ist truthy.

if (0n) {
  console.log("Hello from the if!");
} else {
  console.log("Hello from the else!");
}
// "Hello from the else!"

0n || 12n; // 12n
0n && 12n; // 0n
Boolean(0n); // false
Boolean(12n); // true
!12n; // false
!0n; // true

Die auf BigInt-Werten unterstützten Operationen sind nicht konstant der Zeit und somit anfällig für Timing-Angriffe. JavaScript BigInts könnten daher gefährlich sein, wenn sie ohne Abhilfemaßnahmen in der Kryptografie verwendet werden. Ein sehr generisches Beispiel könnte ein Angreifer die Zeitdifferenz zwischen 101n ** 65537n und 17n ** 9999n messen und die Größe von Geheimnissen, wie privaten Schlüsseln, basierend auf der verstrichenen Zeit ableiten. Wenn Sie dennoch BigInts verwenden müssen, schauen Sie sich den Timing Attack FAQ für allgemeine Ratschläge zu diesem Thema an.

Die Verwendung von JSON.stringify() mit einem BigInt-Wert wird einen TypeError auslösen, da BigInt-Werte im JSON standardmäßig nicht serialisiert werden. Allerdings lässt JSON.stringify() speziell eine Hintertür für BigInt-Werte: es versucht, die toJSON() Methode des BigInt aufzurufen. (Dies geschieht nicht für andere primitive Werte.) Daher können Sie Ihre eigene toJSON() Methode implementieren (was einer der wenigen Fälle ist, in denen das Patchen von eingebauten Objekten nicht ausdrücklich entmutigt wird):

BigInt.prototype.toJSON = function () {
  return { $bigint: this.toString() };
};

Anstatt einen Fehler auszulösen, erzeugt JSON.stringify() nun einen String wie diesen:

console.log(JSON.stringify({ a: 1n }));
// {"a":{"$bigint":"1"}}

Wenn Sie nicht BigInt.prototype patchen möchten, können Sie den replacer Parameter von JSON.stringify verwenden, um BigInt-Werte zu serialisieren:

const replacer = (key, value) =>
  typeof value === "bigint" ? { $bigint: value.toString() } : value;

const data = {
  number: 1,
  big: 18014398509481982n,
};
const stringified = JSON.stringify(data, replacer);

console.log(stringified);
// {"number":1,"big":{"$bigint":"18014398509481982"}}

Sie können dann den reviver Parameter von JSON.parse verwenden, um sie zu handhaben:

const reviver = (key, value) =>
  value !== null &&
  typeof value === "object" &&
  "$bigint" in value &&
  typeof value.$bigint === "string"
    ? BigInt(value.$bigint)
    : value;

const payload = '{"number":1,"big":{"$bigint":"18014398509481982"}}';
const parsed = JSON.parse(payload, reviver);

console.log(parsed);
// { number: 1, big: 18014398509481982n }

Tatsächlich erlaubt JSON Zahlenliterale, die willkürlich lang sind; sie können nur in JavaScript nicht mit voller Präzision geparst werden. Wenn Sie mit einem anderen Programm in einer Sprache kommunizieren, die längere Ganzzahlen unterstützt (wie 64-Bit-Ganzzahlen), und Sie möchten das BigInt lieber als JSON-Zahl anstatt als JSON-String übertragen, siehe Lossless number serialization.

Viele eingebaute Operationen, die BigInts erwarten, zwingen ihre Argumente zuerst zu BigInts. Die Operation kann wie folgt zusammengefasst werden:

• BigInts werden unverändert zurückgegeben.
• undefined und null werfen einen TypeError.
• true wird zu 1n; false wird zu 0n.
• Strings werden umgewandelt, indem sie so geparst werden, als ob sie ein Ganzzahlenliteral enthalten. Jeder Parsing-Fehler führt zu einem SyntaxError. Die Syntax ist ein Teilmenge von Nummerische String-Literale, wobei Dezimalpunkte oder Exponenten-Indikatoren nicht erlaubt sind.
• Zahlen werfen einen TypeError, um zu verhindern, dass unbeabsichtigte implizite Koerzierung zu einem Verlust der Genauigkeit führt.
• Symbole werfen einen TypeError.
• Objekte werden zunächst in ein primitives umgewandelt durch Aufrufen ihrer [Symbol.toPrimitive]() (mit "number" als Hinweis), valueOf(), und toString() Methoden, in dieser Reihenfolge. Das resultierende Primitiv wird dann in ein BigInt umgewandelt.

Der beste Weg, um nahezu denselben Effekt in JavaScript zu erzielen, ist die Verwendung der BigInt() Funktion: BigInt(x) verwendet denselben Algorithmus, um x zu konvertieren, mit der Ausnahme, dass Zahlen keinen TypeError werfen, sondern zu BigInts konvertiert werden, wenn sie Ganzzahlen sind.

Beachten Sie, dass eingebaute Operationen, die BigInts erwarten, oft das BigInt nach der Koerzierung auf eine feste Breite kürzen. Dies schließt BigInt.asIntN(), BigInt.asUintN(), und Methoden von BigInt64Array und BigUint64Array ein.

BigInt()

Gibt primitive Werte des Typs BigInt zurück. Wirft einen Fehler, wenn er mit new aufgerufen wird.

BigInt.asIntN()

Begrenzt einen BigInt-Wert auf einen vorzeichenbehafteten Ganzzahlenwert und gibt diesen Wert zurück.

BigInt.asUintN()

Begrenzt einen BigInt-Wert auf einen nicht vorzeichenbehafteten Ganzzahlenwert und gibt diesen Wert zurück.

Diese Eigenschaften sind in BigInt.prototype definiert und werden von allen BigInt Instanzen geteilt.

BigInt.prototype.constructor

Die Konstruktionsfunktion, die das Instanzobjekt erstellt hat. Für BigInt Instanzen ist der Anfangswert der BigInt Konstruktor.

BigInt.prototype[Symbol.toStringTag]

Der Anfangswert der [Symbol.toStringTag] Eigenschaft ist der String "BigInt". Diese Eigenschaft wird in Object.prototype.toString() verwendet. Da jedoch BigInt auch seine eigene toString() Methode hat, wird diese Eigenschaft nicht verwendet, es sei denn, Sie rufen Object.prototype.toString.call() mit einem BigInt als thisArg auf.

BigInt.prototype.toLocaleString()

Gibt einen String mit einer sprachabhängigen Darstellung dieses BigInt-Werts zurück. Überschreibt die Object.prototype.toLocaleString() Methode.

BigInt.prototype.toString()

Gibt einen String zurück, der diesen BigInt-Wert in der angegebenen Basis (Radix) repräsentiert. Überschreibt die Object.prototype.toString() Methode.

BigInt.prototype.valueOf()

Gibt diesen BigInt-Wert zurück. Überschreibt die Object.prototype.valueOf() Methode.

• Number
• Number.MAX_SAFE_INTEGER