JavaScript 中的基础数学——数字与运算符

好吧，可能不是。有些人喜欢数学，有些人可能从在学校必须学习乘法表和长除法时就讨厌数学，还有人介于两者之间。但我们都不能否认，数学是生活的基本组成部分，我们离不了它。这一点在学习 JavaScript 编程（或其他任何编程语言）时尤为明显——我们所做的许多事情都依赖于处理数值数据、计算新值等操作，因此你不会感到惊讶地发现，JavaScript 提供了一套功能齐全的数学函数。

本文仅讨论你现在需要了解的基本部分。

在编程中，即使是人人熟知的最普遍的十进制数，也比你想象的要复杂的多。我们使用不同的术语来描述不同类型的十进制数，例如：

• 整数是没有小数部分的数。它们可以是正数或负数，例如 10、400 或 -5。
• 浮点数有小数点和小数位，例如 12.5 和 56.7786543。

我们甚至有不同类型的数字系统！十进制是基数 10（意味着它在每位使用 0-9），但是我们也有这样的东西：

• 二进制——计算机的最基础语言——0 和 1。
• 八进制——基数 8，每位使用 0-7。
• 十六进制——基数 16，每位使用 0-9 与 a-f。在 CSS 中设置颜色时，可能会遇到这些数字。

在你开始担心你的大脑混乱之前，先停下来吧！首先，在本课程中，我们将仅使用十进制数；你很少会遇到需要开始考虑其他类型的情况，如果有的话。

第二个好消息是，与其他一些编程语言不同，JavaScript 只有一个数据类型用来表示数字（无论是整数还是小数）——你猜对了，这就是 Number。这意味着，你在 JavaScript 中处理的任何类型的数字，都以完全相同的方式处理它们。

让我们快速通过一些数字练习来重新熟悉我们需要的基本语法。将以下命令输入到开发者工具 JavaScript 控制台中。

1. 首先，我们先声明一对变量，并分别用一个整数和一个浮点数来初始化它们，然后再输入变量名来检查是否正确：

   js

   const myInt = 5;
   const myFloat = 6.667;
   myInt;
   myFloat;
   

2. 数值键入不带引号——在继续之前尝试声明和初始化更多包含数字的变量。

3. 现在我们来看看我们的原始变量是否是相同的数据类型。在 JavaScript 中有一个称为 typeof 的运算符。输入如下所示的两行：

   js

   typeof myInt;
   typeof myFloat;
   

   在这两种情况下，都应该返回 "number"——这使得事情变得更简单，因为若是不同的数字具有不同的数据类型，那么我们还须以不同的方式处理它们。呼——

Number 对象是一个实例，它表示你在 JavaScript 中使用的所有标准数字。该对象提供了一系列有用的方法，供你对数字进行操作。本文并未详细介绍这些方法，因为我们希望将其作为入门指南，仅涵盖当前所需的真正基础内容；然而，一旦你反复阅读本模块后，建议查阅对象参考页面以进一步了解可用功能。

例如，要将数字四舍五入到指定的小数位数，可以使用 toFixed() 方法。在浏览器的控制台中输入以下代码：

const lotsOfDecimal = 1.7665849587;
lotsOfDecimal;
const twoDecimalPlaces = lotsOfDecimal.toFixed(2);
twoDecimalPlaces;

有时，你可能会遇到一个以字符串类型存储的数字，这会使得对其进行计算变得困难。这种情况最常发生在数据被输入到表单的输入框中，且输入类型为文本时。解决此问题的方法是将字符串值传递给 Number() 构造函数，以返回该值的数字版本。

例如，尝试在控制台下输入这几行：

let myNumber = "74";
myNumber += 3;

你会得到的结果为 743，而不是 77，因为 myNumber 实际上是一个字符串。你可以通过以下代码来测试这个行为：

typeof myNumber;

为了修正计算，可以这么做：

let myNumber = "74";
myNumber = Number(myNumber) + 3;

结果为 77，与最初预期一致。

算术运算符用于在 JavaScript 中进行数学计算：

我们可能不需要教你如何进行基础数学运算，但我们想测试你对所涉及的语法的理解。尝试将下面的示例输入到开发者工具 JavaScript 控制台中。

1. 首先尝试输入一些简单的例子，例如

   js

   10 + 7;
   9 * 8;
   60 % 3;
   

2. 你还可以尝试声明变量并用数字初始化变量，然后尝试使用这些变量来求和——求和中变量的行为与直接用其持有的数来求和完全一样。例如：

   js

   let num1 = 10;
   let num2 = 50;
   9 * num1;
   num1 ** 3;
   num2 / num1;
   

3. 在本节的最后，尝试输入一些更复杂的表达式，如：

   js

   5 + 10 * 3;
   (num2 % 9) * num1;
   num2 + num1 / 8 + 2;
   

这最后的一组计算中可能没有给出你期望的结果；下面的部分也许能告诉你为什么。

我们来看看上面的最后一个例子，假设 num2 的值为 50，num1 的值为 10（如上所述）：

num2 + num1 / 8 + 2;

一般人，你会将它看作“50 加 10 等于 60”，然后“8 加 2 等于 10”，最后“60 除以 10 等于 6”。

但浏览器会看作“10 除以 8 等于 1.25”，然后“50 加 1.25 加 2 等于 53.25”。

这是因为运算符优先级——一些运算符将在计算算式（在编程中称为表达式）的结果时先于其他运算符被执行。JavaScript 中的运算符优先级与学校的数学课程相同——乘法和除法总是先完成，然后是加法和减法（总是从左到右进行计算）。

如果想要改变计算优先级，可以把想要优先计算的部分用括号围住。所以要得到结果为 6，我们可以这样做：

(num2 + num1) / (8 + 2);

尝试将上一行输入到控制台中进行测试。

有时候，你需要反复把一个变量加 1 或减 1。这可以方便地使用自增（++）和自减（--）运算符来完成。我们在 JavaScript 初体验文章的“猜数字”游戏中，当我们添加 1 到我们的 guessCount 变量来跟踪用户在每次转动之后剩下的猜测时，我们使用了 ++ 运算符。

guessCount++;

让我们在控制台中尝试使用这些操作。首先需要注意的是，你无法直接将这些操作应用于一个数字，这可能看起来有些奇怪，但我们实际上是在为变量赋予一个新的更新值，而非直接对值本身进行操作。以下代码将返回错误：

3++;

所以，你只能增加一个现有的变量。尝试这个：

let num1 = 4;
num1++;

好的，第二个奇怪的东西！执行此操作时，你会看到返回值为 4，这是因为浏览器先返回当前值，然后增加变量。如果你再次返回变量值，则可以看到它已经递增：

num1;

自减运算符 -- 同样如此，尝试以下操作：

let num2 = 6;
num2--;
num2;

赋值运算符是向变量分配值的运算符。我们已经使用了最基本的一个很多次了：=，它只是将右边的值赋给左边的变量，即：

let x = 3; // x 的值是 3
let y = 4; // y 的值是 4
x = y; // x 和 y 有相同的值，4

但是还有一些更复杂的类型，它们提供了有用的快捷方式，可以使你的代码更加整洁和高效。最常见的类型如下：

尝试在你的控制台中输入上面的一些示例，以了解它们的工作原理。在每种情况下，你是否可以猜出在输入第二行之前的值。

请注意，你可以在每个表达式的右侧使用其他变量，例如：

let x = 3; // x 包含值 3
let y = 4; // y 包含值 4
x *= y; // x 现在包含值 12

在这个练习中，我们将让你填写一些数字和操作符来操纵一个盒子的大小。该盒子使用称为 Canvas API 的浏览器 API 绘制。没有必要担心这是如何工作的——现在只关注其数学部分。盒子的宽度和高度（以像素为单位）由变量 x 和 y 定义，变量 x 和 y 最初都被赋值为 50。

<canvas id="canvas" width="400" height="200"></canvas>
<p></p>

const canvas = document.getElementById("canvas");
const para = document.querySelector("p");
const ctx = canvas.getContext("2d");

// 仅编辑以下两行
let x = 50;
let y = 50;

ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
ctx.fillStyle = "green";
ctx.fillRect(10, 10, x, y);
para.textContent = `长方形的宽为 ${x}px，长为 ${y}px。`;

在 MDN 代码演练场中打开上述示例，点击“Play”按钮，然后按照以下步骤操作，使用特定的运算符和/或值，使盒子在不同情况下实现扩展或缩小至特定尺寸：

• 修改计算 x 的代码行，确保框体宽度仍为 50px，但 50 需通过数字 43 和 7 以及算术运算符进行计算。
• 修改计算 y 的代码行，使框的高度为 75px，但 75 是通过数字 25 和 3 以及算术运算符计算得出的。
• 修改计算 x 的代码行，使框的宽度为 100px，但 100 是通过三个数字以及减法和除法运算符计算得出的。
• 修改计算 y 的代码行，使框的高度为 200px，但 200 是通过数字 2 和 x 以及乘法运算符计算得出的。

如果你不小心弄乱了代码，不用担心。你可以随时按“重置”按钮，重新开始练习。

有时，我们将要运行真/假测试，然后根据该测试的结果进行相应的操作——为此，我们使用比较运算符。

如果你尝试在控制台中输入这些值，你将看到它们都返回 true/false 值——我们在上一篇文章中提到的那些布尔值。这些是非常有用的，因为它们允许我们在我们的代码中做出决定——每次我们想要选择某种类型时，都会使用这些代码，例如：

• 根据功能是打开还是关闭，在按钮上显示正确的文本标签。
• 如果游戏结束，则显示游戏消息，或者如果游戏已经获胜，则显示胜利消息。
• 显示正确的季节性问候，取决于假期季节。
• 根据选择的缩放级别缩小或放大地图。

当我们在以后的文章中查看条件语句时，我们将介绍如何编写这样的逻辑。现在，我们来看一个简单的例子：

<button>启动机器</button>
<p>机器已停止运行。</p>

const btn = document.querySelector("button");
const txt = document.querySelector("p");

btn.addEventListener("click", updateBtn);

function updateBtn() {
  if (btn.textContent === "启动机器") {
    btn.textContent = "停止机器";
    txt.textContent = "机器已启动！";
  } else {
    btn.textContent = "启动机器";
    txt.textContent = "机器已停止运行。";
  }
}

你可以在 updateBtn() 函数内看到正在使用的相等运算符。在这种情况下，我们不会测试两个数学表达式是否具有相同的值——我们正在测试一个按钮的文本内容是否包含某个字符串——但它仍然是相同的工作原理。如果按钮当前为“启动机器”，则将其标签更改为“停止机器”，并根据需要更新标签。如果按钮上写着“停止机器”时被按下，我们将显示回原来的内容。

你已经阅读到了本篇文章的末尾，但还能记清楚最重要的部分吗？你可以做一些深入的测试，来验证你是否在进行下一步学习之前，记住了这些知识，请参阅技能测试：数学。

在本文中，我们已经介绍了现在需要了解 JavaScript 中数字的基本信息。你会发现，在你学习 JavaScript 过程中，number 类型的数据一直都在被使用，所以熟练的掌握它是一个不错的选择。如果你是那些不喜欢数学的人之一，你应该庆幸这一章内容很简短。

在下一篇文章中，我们将探讨文本，以及 JavaScript 如何让我们操纵它。

• 数字与文本
• 表达式与运算符

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• 概述：创建 JavaScript 代码块
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