آموزش BigInt در جاوا اسکریپت

BigInt در جاوا اسکریپت چیست؟

BigInt یک نوعِ داده در جاوا اسکریپت، برای به کار بردن و ذخیره‌ی مقادیرِ بزرگِ اعداد صحیح(integer) است. 

BigInt به ما امکان می‌دهد تا با اعداد صحیحی که بزرگتر از حدِّ اعداد(limit of Numbers) هستند کار کنیم. 

BigInt می‌تواند یک عدد صحیح با هر سایزی را ارائه دهد؛ که تنها با حافظه‌ی(memory) در دسترس محدود می‌شود. 

دقت جاوا اسکریپت

دقت اعداد در جاوا اسکریپت تنها تا 15 رقم است:

// 15 رقم:
let x = 999999999999999;

// 16 رقم:
let y = 9999999999999999;

اعداد(Numbers) در جاوا اسکریپت، اعداد ممیز شناورِ 64 بیت هستند

تمام اعداد در جاوا اسکریپت در قالب اعداد 64 بیت ممیز شناور ذخیره می شوند(استاندارد IEEE 754). 

با این استاندارد، اعداد بزرگ نمی توانند به طور دقیق نمایش داده شوند، اما گرد خواهند شد. 

جاوا اسکریپت تنها می تواند اعداد صحیح را به صورت امن تا  253-1 (9007199254740991)ارائه دهد. 

جاوا اسکریپت تنها می تواند اعداد صحیح را به صورت امن از -(253 - 1) (-9007199254740991) تا مقدار بالا، ارائه دهد. 

// MAX = 9007199254740991
let x = Number.MAX_SAFE_INTEGER;

// MIN = -9007199254740991
let y = Number.MIN_SAFE_INTEGER;

// Max (دقیق)
let x = 9007199254740991;

// Max + 10 (غیر دقیق)
let y = x + 10;

// Min (دقیق)
let x = -9007199254740991;

// Min - 10 (غیر دقیق)
let y = x - 10;

نکته: در جاوا اسکریپت چیزی به نام عدد صحیح وجود ندارد. تمام اعداد جاوا اسکریپت، اعداد 64 بیتِ ممیز شناور هستند. 

چگونه یک BigInt ایجاد کنیم؟

به دو طریق می توانیم یک BigInt ایجاد کنیم:

• با استفاده از یک عدد صحیح با یک پسوند n.
• با استفاده از سازنده یا کانستراکتور BigInt() با یک رشته(می تواند یک رشته ی عددی باشد)

// n استفاده از یک عدد صحیح به همراه پسوند:
let x = 999999999999999n;

// به همراه یک رشته BigInt() استفاده از سازنده ی 
let y = BigInt("999999999999999");

let x = 12345678901234567890n;
let y = BigInt("12345678901234567890")

ما همچنین می توانیم با استفاده از سازنده‌ی Bigint() و یک عدد(Number)، یک BigInt ایجاد کنیم. 

هشدار: اعداد(Numbers) تنها تا 15 رقم دقیق هستند. 

 let x = BigInt(9999999999999999);

BigInt یک نوعِ داده در جاوا اسکریپت است

اگر از دستور typeof روی یک BigInt استفاده کنیم، مقدار "bigint" برگردانده می شود:

let x = BigInt(999999999999999);

let type = typeof x;

BigInt دومین نوعِ داده در جاوا اسکریپت(پس از Number) است. 

با BigInt تعداد نوعِ داده هایی که در جاوا اسکریپت پشتیبانی می شوند برابر با 8 مورد زیر می شود:

1. String
2. Number
3. Bigint
4. Boolean
5. Undefined
6. Null
7. Symbol
8. Object 

عملگرهای حسابی در جاوا اسکریپت

BigInt از عملگرهای حسابی استاندارد در جاوا اسکریپت پشتیبانی می کند. 

(+, -, ++, --, *, /, %, **)

let x = 9007199254740995n;
let y = 9007199254740995n;

let z = x * y;

ترکیب BigInt و اعداد(Numbers)

عملیات ریاضی بین یک BigInt و یک عدد مجاز نیست(باعث ایجاد خطای TypeError می شود). 

برای انجام این کار، باید ابتدا یک تبدیل صریح(Explicit) انجام شود. 

let x = 10n;
let y = 5;

let z = x + y; // ❌ TypeError 

let x = 10n;
let y = 5;

let z = Number(x) + y;

تبدیلات BigInt و Number در جاوا اسکریپت

تبدیل BigInt به Number : از سازنده‌ یا همان کانستراکتور Number() استفاده کنید. 

تبدیل Number به BigInt : از سازنده ی  BigInt() استفاده کنید. 

// BigInt ایجاد یک
let largeNumber = BigInt("12345678901234567890");

// انجام تبدیلات
let num = Number(largeNumber);

BigInt های بزرگ هنگامی که به یک عدد(number) تبدیل می شوند، ممکن است به بینهایت منجر شوند یا دقت خود را از دست بدهند. 

اعشار برای BigInt

یک BigInt نمی تواند اعشار داشته باشد. 

let x = 1.5n; // ❌ TypeError

let x = 5n;
let y = x / 2;
// ❌ Error: Cannot mix BigInt and other types, use explicit conversion.

let x = 5n;
let y = Number(x) / 2;

نکته: تلاش برای تبدیل یک عدد با قسمت اعشاری به یک BigInt باعث ایجاد خطا خواهد شد.

عملگرهای مقایسه ای

Bigint از عملگرهای مقایسه‌ایِ استاندارد پشتیبانی می‌کند:

(<, > ==, ===, !==, <=, >=)

BigInt ها همچنین می توانند با استفاده از عملگرهای مقایسه ایِ استاندارد، با Numberها مورد مقایسه قرار گیرند. 

// true
let x = (10n > 5n);

// false (زیرا نوع آنها متفاوت است، پس دقیقا با هم برابر نیستند)
let y = (10n === 10);

// true (برابری)
let z = (10n == 10);

نکته: برابری دقیق(===) بین یک BigInt و یک Number همواره ارزش false دارد چون نوع آنها با یکدیگر متفاوت است. 

عملگرهای بیتی

BigInt از عملیات های بیتی پشتیبانی می کند اما تنها با دیگر BigIntها(نه با اعداد یا همان Numbers). 

• & (AND)
• | (OR)
• ^ (XOR)
• ~ (NOT)

let a = 5n; // 0101
let b = 3n; // 0011

let x = (a & b); // 1n (0001)
let y = (a | b); // 7n (0111)
let z = (a ^ b); // 6n (0110)
let n = (~a);    // -6n

عملگرهای شیفتِ بیتی

BigInt تنها از دو عملگر شیفت پشتیبانی می کند:

• >> (شیفت به چپ)
• << (شیفت به راست علامت دار)

let big = 10n; // binary: 1010

let x = (big << 2n); // 40n (101000)
let y = (big >> 1n); // 5n (0101)

قوانین مهم:

1. هردوی عملوندها باید BigInt باشند.
2. مقدار شیفت نباید منفی باشد.
3. شیفت سمت راست، برای مقادیر منفی، از بیتِ علامت نگهداری می کند. 

نکته: شیفت به راست بدون علامت(<<<) با BigIntها مجاز نیست. 

BigInt ها به صورت Hex و Octal و Binary

BigInt ها را همچنین می توانیم به صورت هگزادسیمال(hexadecimal)، اُکتال(octal) یا باینری(binary) بنویسیم. 

لیترال های bigint مانند اعداد از چندین مبنا(base) پشتیبانی می کنند:

    Normal: 256n
    Octal: 0o400n
    Hexadecimal: 0x100n
    Binary: 0b100000000n

let num = 256n;
let oct = 0o400n;
let hex = 0x100n;
let bin = 0b100000000n;

let hex = 0x20000000000003n;
let oct = 0o400000000000000003n;
let bin = 0b100000000000000000000000000000000000000000000000000011n;

دقت غیر معمولی(Precision Curiosity)

ماکزیمم عدد صحیح امن در جاوا اسکریپت برابر است با 9007199254740991.

گرد کردن می‌تواند امنیت برنامه را به خطر بیندازد:

9007199254740992 === 9007199254740993; // is true !!! 

 9007199254740992n === 9007199254740993n; // is false !!! 

خلاصه‌ی مطلب

1. BigInt به ما امکان می دهد تا اعداد صحیح با دقت نامحدود داشته باشیم. 
2. اعداد BigInt می توانند هرچه که حافظه‌ی رایانه امکان دهد، بزرگ یا کوچک باشند. 
3. BigInt ها برای کار با اعداد صحیح بسیار بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند(در رمز نگاری و زمان سنجی و غیره).
4. BigInt برای اعشارها مناسب نیست-تنها برای اعداد صحیح مناسب است.
5. تابع های ریاضی(مثل Math.sqrt()) با BigIntها کار نمی کنند. 
6. دستور JSON.stringify() نمی تواند BigIntها را به کار ببرد-یک خطا ایجاد می کند. 

پشتیبانی مرورگرها

BigInt() یک ویژگی است که در اکما اسکریپت 2020 (ES2020)معرفی شده است. 

اکما اسکریپت 2020 (ES2020) در تمام مرورگرهای مدرن از سپتامبر 2020 پشتیبانی می شود. 

Chrome 85	Edge 85	Firefox 79	Opera 71	Safari 14
Aug 2020	Aug 2020	Mar 2020	Sep 2020	Sep 2020

منبع: www.w3schools.com/js