【JavaScript】Number型より正確な計算をしたい場合のライブラリbignumber.js

bignumber.js というライブラリを知ったので調査

mikemcl.github.io

JavaScriptの数値はIEEE 754 倍精度浮動小数点数（double）のため、数を表現するために使えるビット数に限りがあり、少数の計算が正しくできない

double は、例えば 1 / 10の結果（0.1） 2進数への変換で無限に続く循環小数になってしまうため、丸め誤差が発生してしまう

そのため、JavaScriptでより正確な計算をする場合、外部ライブラリを用いなければならず、 bignumber.js はその少数計算ライブラリの１つである

主な特徴

• 整数と小数に対応
• シンプルなAPIながらフル機能
• JavaのBigDecimalをJavaScriptで実現したものより、高速かつ軽量で扱いやすい
• サイズが小さい（gzip圧縮後で8 KB）
• JavaScriptのNumber型のtoExponential、toFixed、toPrecision、toStringメソッドを再現
• toFractionメソッドと正確に丸められるsquareRootメソッドを含む
• 暗号学的に安全な疑似乱数生成をサポート
• 依存関係なし
• 幅広いプラットフォーム互換性：JavaScript 1.5（ECMAScript 3）のみを使用
• 包括的なドキュメントとテストセット

基本的な使い方

bignumber.js は、Number、String、BigNumber型の値を受け入れる単一のコンストラクタ関数をエクスポートしている

初期化

// 文字列から初期化
const a = new BigNumber("123.4567");

// 数値から初期化（ただし、0.1などそもそも丸め誤差になっているものは注意が必要）
const b = new BigNumber(123.4567);

// 他の BigNumber から初期化
const c = new BigNumber(a);

基本演算

const x = new BigNumber('0.1');
const y = new BigNumber('0.2');

// 加算
console.log(x.plus(y).toString()); // '0.3'

// 減算
console.log(x.minus(y).toString()); // '-0.1'

// 乗算
console.log(x.multipliedBy(y).toString()); // '0.02'

// 除算
console.log(x.dividedBy(y).toString()); // '0.5'

// べき乗
console.log(x.pow(2).toString()); // '0.01'

除算を含む演算 (除算、平方根、基数変換、負の累乗演算など) の結果の小数点以下の最大桁数は、コンストラクタのsetメソッドを使用して設定できる

BigNumber.set({ DECIMAL_PLACES: 2, ROUNDING_MODE: BigNumber.ROUND_HALF_UP });

const z = new BigNumber('1.005');
console.log(z.toFixed()); // '1.01'

あとは比較など

const p = new BigNumber('10');
const q = new BigNumber('20');

console.log(p.isLessThan(q)); // true
console.log(p.isEqualTo(q));  // false
console.log(p.isGreaterThan(q)); // false

参考

JavaScriptの数値計算はどれくらい正確なのか