Dart 中的數字

Dart 應用通常面向多個平臺。例如，一個 Flutter 應用可能面向 iOS、Android 和 Web。只要應用不依賴於特定平臺的庫或以平臺相關的方式使用數字，程式碼就可以是相同的。

本頁詳細介紹了原生和 Web 數字實現之間的差異，以及如何編寫程式碼使這些差異不再重要。

在 Dart 中，所有數字都是公共的 Object 型別層次結構的一部分，有兩個具體、使用者可見的數值型別：int，表示整數值；以及 double，表示小數（分數）值。

根據平臺的不同，這些數值型別具有不同的、隱藏的實現。特別地，Dart 編譯目標分為兩類，差異很大：

• 原生： 最常見的是 64 位移動或桌面處理器。
• Web： 將 JavaScript 作為主要執行引擎。

下表顯示了 Dart 數字通常如何實現

對於原生目標，可以假定 int 對映到有符號 64 位整數表示，而 double 對映到與底層處理器匹配的 64 位 IEEE 浮點表示。

但在 Web 上，Dart 編譯為 JavaScript 並與其進行互操作，這裡只有一種數字表示：一個 64 位雙精度浮點數值。為了效率，Dart 將 int 和 double 都對映到這種單一表示。可見的型別層次結構保持不變，但底層的隱藏實現型別是不同的且相互交織。

下圖說明了原生和 Web 目標中特定於平臺的型別（藍色）。如圖所示，原生平臺上 int 的具體型別僅實現了 int 介面。然而，Web 平臺上 int 的具體型別同時實現了 int 和 double。

Web 上的 int 表示為一個沒有小數部分的雙精度浮點數值。實際上，這工作得相當好：雙精度浮點數提供了 53 位的整數精度。然而，int 值總是也是 double 值，這可能會導致一些意外。

大多數整數和雙精度浮點數運算具有基本相同的行為。然而，存在重要的差異——特別是當你的程式碼對精度、字串格式或底層執行時型別有嚴格要求時。

當算術結果不同時，如本節所述，這種行為是特定於平臺的，並且可能發生變化。

下表展示了一些數值表示式由於精度差異而有所不同。這裡，math 表示 dart:math 庫，math.pow(2, 53) 表示 2⁵³。

在 Web 上，整數超過 53 位時會丟失精度。特別是，由於截斷，2⁵³ 和 2⁵³+1 對映到相同的值。在原生平臺上，這些值仍然可以區分，因為原生數字有 64 位——63 位用於值，1 位用於符號。

溢位效應在比較 2⁶³-1 和 2⁶³ 時可見。在原生平臺上，後者溢位為 -2⁶³，這符合二進位制補碼算術的預期。在 Web 上，這些值不會溢位，因為它們的表示不同；它們是由於精度損失而產生的近似值。

在原生平臺上，double 和 int 是不同的型別：一個值不能同時是 double 和 int。在 Web 上，情況並非如此。由於這種差異，同一性在不同平臺之間可能有所不同，儘管相等性（==）不會。

下表顯示了一些使用相等性和同一性的表示式。相等性表示式在原生和 Web 上是相同的；同一性表示式通常不同。

在 Web 上，底層的 int 型別就像 double 的子型別：它是一個沒有小數部分的雙精度值。實際上，在 Web 上形式為 x is int 的型別檢查會在 x 是一個小數部分為零的數字（double）時返回 true。

因此，在 Web 上以下表達式為 true

• 所有 Dart 數字（型別為 num 的值）都是 double。
• 一個 Dart 數字可以同時是 double 和 int。

這些事實影響 is 檢查和 runtimeType 屬性。一個副作用是 double.infinity 被解釋為 int。由於這是特定於平臺的行為，未來可能會發生變化。

出於 Web 上的效能考慮，int 上的按位 (&, |, ^, ~) 和移位 (<<, >>, >>>) 運算子使用原生的 JavaScript 等效實現。在 JavaScript 中，運算元會被截斷為 32 位整數，並被視為無符號數。這種處理方式可能導致在較大數字上產生意外結果。特別是，如果運算元是負數或不適合 32 位，它們在原生和 Web 之間很可能產生不同的結果。

下表展示了當運算元是負數或接近 32 位時，原生和 Web 平臺如何處理按位和移位運算子

在 Web 上，Dart 通常委託給 JavaScript 將數字轉換為字串（例如，用於 print）。下表演示了將第一列中的表示式轉換為字串可能會導致結果不同。

通常，你無需更改數字相關的程式碼。Dart 程式碼已經在原生和 Web 平臺執行多年，數字實現的差異很少成為問題。常見的典型程式碼，例如遍歷一小部分整數範圍和索引列表，行為是相同的。

如果你有比較字串結果的測試或斷言，請以平臺無關的方式編寫它們。例如，假設你要測試包含嵌入式數字的字串表示式的值：

void main() {
  var count = 10.0 * 2;
  var message = "$count cows";
  if (message != "20.0 cows") throw Exception("Unexpected: $message");
}

上述程式碼在原生平臺成功，但在 Web 上會丟擲異常，因為在 Web 上 message 是 "20 cows"（沒有小數）。作為替代方案，你可以按如下方式編寫條件，使其在原生和 Web 平臺上都能透過：

if (message != "${20.0} cows") throw ...

對於位操作，考慮明確地對 32 位塊進行操作，這在所有平臺上都是一致的。要強制將 32 位塊解釋為有符號數，請使用 int.toSigned(32)。

對於精度重要的其他情況，考慮使用其他數值型別。 BigInt 型別在原生和 Web 上都提供任意精度整數。fixnum 軟體包即使在 Web 上也提供嚴格的 64 位有符號數。然而，請謹慎使用這些型別：它們通常會導致程式碼體積更大、執行更慢。