Dart 中的数字

Dart 应用通常面向多个平台。例如，一个 Flutter 应用可能面向 iOS、Android 和 Web。只要应用不依赖于特定平台的库或以平台相关的方式使用数字，代码就可以是相同的。

本页详细介绍了原生和 Web 数字实现之间的差异，以及如何编写代码使这些差异不再重要。

在 Dart 中，所有数字都是公共的 Object 类型层次结构的一部分，有两个具体、用户可见的数值类型：int，表示整数值；以及 double，表示小数（分数）值。

根据平台的不同，这些数值类型具有不同的、隐藏的实现。特别地，Dart 编译目标分为两类，差异很大：

• 原生： 最常见的是 64 位移动或桌面处理器。
• Web： 将 JavaScript 作为主要执行引擎。

下表显示了 Dart 数字通常如何实现

对于原生目标，可以假定 int 映射到有符号 64 位整数表示，而 double 映射到与底层处理器匹配的 64 位 IEEE 浮点表示。

但在 Web 上，Dart 编译为 JavaScript 并与其进行互操作，这里只有一种数字表示：一个 64 位双精度浮点数值。为了效率，Dart 将 int 和 double 都映射到这种单一表示。可见的类型层次结构保持不变，但底层的隐藏实现类型是不同的且相互交织。

下图说明了原生和 Web 目标中特定于平台的类型（蓝色）。如图所示，原生平台上 int 的具体类型仅实现了 int 接口。然而，Web 平台上 int 的具体类型同时实现了 int 和 double。

Web 上的 int 表示为一个没有小数部分的双精度浮点数值。实际上，这工作得相当好：双精度浮点数提供了 53 位的整数精度。然而，int 值总是也是 double 值，这可能会导致一些意外。

大多数整数和双精度浮点数运算具有基本相同的行为。然而，存在重要的差异——特别是当你的代码对精度、字符串格式或底层运行时类型有严格要求时。

当算术结果不同时，如本节所述，这种行为是特定于平台的，并且可能发生变化。

下表展示了一些数值表达式由于精度差异而有所不同。这里，math 表示 dart:math 库，math.pow(2, 53) 表示 2⁵³。

在 Web 上，整数超过 53 位时会丢失精度。特别是，由于截断，2⁵³ 和 2⁵³+1 映射到相同的值。在原生平台上，这些值仍然可以区分，因为原生数字有 64 位——63 位用于值，1 位用于符号。

溢出效应在比较 2⁶³-1 和 2⁶³ 时可见。在原生平台上，后者溢出为 -2⁶³，这符合二进制补码算术的预期。在 Web 上，这些值不会溢出，因为它们的表示不同；它们是由于精度损失而产生的近似值。

在原生平台上，double 和 int 是不同的类型：一个值不能同时是 double 和 int。在 Web 上，情况并非如此。由于这种差异，同一性在不同平台之间可能有所不同，尽管相等性（==）不会。

下表显示了一些使用相等性和同一性的表达式。相等性表达式在原生和 Web 上是相同的；同一性表达式通常不同。

在 Web 上，底层的 int 类型就像 double 的子类型：它是一个没有小数部分的双精度值。实际上，在 Web 上形式为 x is int 的类型检查会在 x 是一个小数部分为零的数字（double）时返回 true。

因此，在 Web 上以下表达式为 true

• 所有 Dart 数字（类型为 num 的值）都是 double。
• 一个 Dart 数字可以同时是 double 和 int。

这些事实影响 is 检查和 runtimeType 属性。一个副作用是 double.infinity 被解释为 int。由于这是特定于平台的行为，未来可能会发生变化。

出于 Web 上的性能考虑，int 上的按位 (&, |, ^, ~) 和移位 (<<, >>, >>>) 运算符使用原生的 JavaScript 等效实现。在 JavaScript 中，操作数会被截断为 32 位整数，并被视为无符号数。这种处理方式可能导致在较大数字上产生意外结果。特别是，如果操作数是负数或不适合 32 位，它们在原生和 Web 之间很可能产生不同的结果。

下表展示了当操作数是负数或接近 32 位时，原生和 Web 平台如何处理按位和移位运算符

在 Web 上，Dart 通常委托给 JavaScript 将数字转换为字符串（例如，用于 print）。下表演示了将第一列中的表达式转换为字符串可能会导致结果不同。

通常，你无需更改数字相关的代码。Dart 代码已经在原生和 Web 平台运行多年，数字实现的差异很少成为问题。常见的典型代码，例如遍历一小部分整数范围和索引列表，行为是相同的。

如果你有比较字符串结果的测试或断言，请以平台无关的方式编写它们。例如，假设你要测试包含嵌入式数字的字符串表达式的值：

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

上述代码在原生平台成功，但在 Web 上会抛出异常，因为在 Web 上 message 是 "20 cows"（没有小数）。作为替代方案，你可以按如下方式编写条件，使其在原生和 Web 平台上都能通过：

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

对于位操作，考虑明确地对 32 位块进行操作，这在所有平台上都是一致的。要强制将 32 位块解释为有符号数，请使用 int.toSigned(32)。

对于精度重要的其他情况，考虑使用其他数值类型。 BigInt 类型在原生和 Web 上都提供任意精度整数。fixnum 软件包即使在 Web 上也提供严格的 64 位有符号数。然而，请谨慎使用这些类型：它们通常会导致代码体积更大、运行更慢。