在如今的主流 Web 編程語(yǔ)言中，如 PHP 或 Python 等，都包含冪運(yùn)算符(一般來(lái)說(shuō)符號(hào)是 ^ 或者 **)。而最新的 ES7 中也增加了對(duì)冪運(yùn)算的支持，使用符號(hào) **，最新的 Chrome 已經(jīng)提供了對(duì)冪運(yùn)算的支持。

但是在 javascript 中，** 運(yùn)算有時(shí)候并不等于 Math.pow(a,b)，在最新的 Chrome 55 中：

Math.pow(99,99) 的結(jié)果是 3.697296376497263e+197，

但是 99**99 的結(jié)果是 3.697296376497268e+197。

兩者并不相等

3.697296376497263e+197

3.697296376497268e+197

而且 Math.pow(99,99) - 99**99 的結(jié)果也不是 0 而是 -5.311379928167671e+182。

因此我們猜測(cè)，** 操作符只是冪運(yùn)算的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)。但是當(dāng)我們寫一個(gè)函數(shù)時(shí)，冪運(yùn)算又表現(xiàn)出詭異的特性：

function diff(x) {

return Math.pow(x,x) - x**x;

}

調(diào)用 diff(99) 返回 0。WTF？兩者又相等了！

猜猜下面代碼輸出什么？

var x = 99;

x**x - 99**99;

這段代碼的運(yùn)行結(jié)果是 -5.311379928167671e+182。

這簡(jiǎn)直是薛定諤的冪。

究其原因，V8 引擎使用了常量折疊(const folding)。常量折疊是一種編譯器的編譯優(yōu)化技術(shù)。

考慮如下代碼：

for (let i = 0; i < 100*100*100; i++){

// 循環(huán)體

}

該循環(huán)的條件 i<100*100*100 是一個(gè)表達(dá)式(expression)，如果放到判斷時(shí)再求值那么 100*100*100 的計(jì)算將會(huì)進(jìn)行 1000000 次。如果編譯器在語(yǔ)法分析階段進(jìn)行常量合并，該循環(huán)將會(huì)變?yōu)檫@樣：

for (let i = 0; i < 1000000; i++){

// 循環(huán)體

}

而上文中提到的 99**99 的計(jì)算也使用到了常量折疊。也就是說(shuō) 99**99 是在編譯時(shí)進(jìn)行計(jì)算(常量折疊)，而 Math.pow 總是在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)我們使用變量進(jìn)行冪運(yùn)算時(shí)(例 a**b)此時(shí)不存在常量折疊，因此 a ** b 的值在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行計(jì)算，** 會(huì)被編譯成 Math.pow 調(diào)用。

在源碼 src/parsing/parser.cc 文件中，編譯時(shí)計(jì)算代碼：

case Token::EXP: {

double value = Pow(x_val, y_val);

int int_value = static_cast(value);

*x = factory()->NewNumberLiteral(

int_value == value && value != -0.0 ? int_value : value, pos,

has_dot);

return true;

可以看到使用了 Pow 函數(shù)計(jì)算了冪運(yùn)算的求值結(jié)果。Pow 是一個(gè) inline 的函數(shù)，內(nèi)部做了一些常規(guī)優(yōu)化，對(duì)不能優(yōu)化的情況則使用了 std::pow(x, y) 來(lái)計(jì)算最終結(jié)果。

而 Math.pow 的算法為：

// ES6 section 20.2.2.26 Math.pow ( x, y )

TF_BUILTIN(MathPow, CodeStubAssembler) {

Node* x = Parameter(1);

Node* y = Parameter(2);

Node* context = Parameter(5);

Node* x_value = TruncateTaggedToFloat64(context, x);

Node* y_value = TruncateTaggedToFloat64(context, y);

Node* value = Float64Pow(x_value, y_value);

Node* result = ChangeFloat64ToTagged(value);

Return(result);

}

可見(jiàn)兩者使用了不同的算法。但是當(dāng)不做常量折疊的時(shí)候，** 則轉(zhuǎn)換成了 Math.pow 函數(shù)調(diào)用：

Expression* Parser::RewriteExponentiation(

Expression* left,

Expression* right,

int pos) {

ZoneList* args = new (zone()) ZoneList(2, zone());

args->Add(left, zone());

args->Add(right, zone());

return factory()->NewCallRuntime(Context::MATH_POW_INDEX, args, pos);

}

于是就造成了 ** 有時(shí)不等于 Math.pow 的怪異問(wèn)題。再看看如下代碼：

console.log(99**99);

a = 99, b = 99;

console.log(a**b);

console.log(Math.pow(99, 99));

分別輸出：

3.697296376497268e+197

3.697296376497263e+197

3.697296376497263e+197

其實(shí)

9999=369729637649726772657187905628805440595668764281741102430259972423552570455277523421410650010128232727940978889548326540119429996769494359451621570193644014418071060667659301384999779999159200499899

因此第一個(gè)結(jié)果更接近準(zhǔn)確的值。

上周(2017年1月16日)這個(gè)怪異的行為已經(jīng)作為一個(gè) bug 提交給了 V8 項(xiàng)目，bug 編號(hào) #5848。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 常量折叠_V8 使用“常量折叠”优化技巧，导致幂（**）运算有时候不等于 Math.pow()...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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