计算模式

a-calc 3.x 引入了计算模式系统，支持三种底层计算引擎的切换，满足不同场景的精度和性能需求。

三种计算模式

模式	说明	特点	适用场景
decimal	高精度十进制计算	功能最完整，精度高	默认模式，通用场景
bigint	大整数计算	整数运算无精度损失，性能好	金融计算、大数运算
wasm	WebAssembly 计算	高性能，28位精度	计算密集型场景

快速开始

import { set_config, get_config, calc } from 'a-calc'

// 查看当前模式（默认为 decimal）
get_config('_compute_mode')  // "decimal"

// 切换到 BigInt 模式
set_config({ _compute_mode: 'bigint' })

// 切换到 WASM 模式
set_config({ _compute_mode: 'wasm' })

// 切换回 Decimal 模式
set_config({ _compute_mode: 'decimal' })

使用方式

通过 calc 函数

calc 函数会自动使用当前配置的计算模式：

import { calc, set_config } from 'a-calc'

// 默认 decimal 模式
calc('0.1 + 0.2')  // "0.3"
calc('10 / 3 | =5')  // "3.33333"

// 切换到 bigint 模式
set_config({ _compute_mode: 'bigint' })
calc('0.1 + 0.2')  // "0.3"
calc('12345678901234567890 * 2')  // "24691357802469135780"

通过 r* 前缀函数

r* 前缀函数会根据当前模式自动切换底层实现：

import { radd, rmul, rdiv, set_config } from 'a-calc'

// 默认 decimal 模式
radd("0.1", "0.2")  // "0.3"
rmul("0.1", "0.2")  // "0.02"
rdiv("1", "3")      // "0.33333333333333333333"

// 切换到 bigint 模式
set_config({ _compute_mode: 'bigint' })
radd("0.1", "0.2")  // "0.3"（结果一致）
rmul("12345678901234567890", "2")  // "24691357802469135780"

设计优势

无论使用哪种模式，调用方式完全相同。只需要在初始化时选择模式，其余代码无需修改。

Decimal 模式（默认）

高精度十进制计算模式。

特点：

• 支持所有运算符和数学函数
• 精度可配置（默认 50 位）
• 功能最完整

支持的运算：

• 基础运算：加、减、乘、除、取模、幂、整除
• 一元运算：abs, neg, sqrt, cbrt
• 指数对数：exp, ln, log, log2, log10
• 三角函数：sin, cos, tan, asin, acos, atan
• 双曲函数：sinh, cosh, tanh, asinh, acosh, atanh
• 取整运算：floor, ceil, trunc, round
• 比较运算：max, min, compare, eq, lt, gt, lte, gte

import { calc, set_config } from 'a-calc'

set_config({ _compute_mode: 'decimal' })

calc('sqrt(2)')           // "1.4142135623730950488..."
calc('sin(0)')            // "0"
calc('cos(0)')            // "1"
calc('ln(2.718281828)')   // "0.9999999998..."
calc('exp(1)')            // "2.718281828..."

BigInt 模式

使用大整数 + 动态 scale 实现定点数计算。

特点：

• 整数运算完全精确，无精度损失
• 性能优于 Decimal 模式
• 支持任意大的整数
• 不支持无理数运算（自动降级到 Decimal）

核心原理：

0.1 + 0.2 的计算过程：
1. 检测小数位数：0.1 → 1位，0.2 → 1位
2. 确定 scale：10^1 = 10
3. 转换为整数：0.1 → 1，0.2 → 2
4. 整数计算：1 + 2 = 3
5. 转回小数：3 / 10 = 0.3

支持的运算（原生实现）：

运算符	说明	精度
加法	加法	无损
减法	减法	无损
乘法	乘法	无损
除法	除法	由 _div_precision 控制
取模	取模	无损
幂运算	幂运算	整数指数无损
整除	整除	无损
abs	绝对值	无损
neg	取负	无损
floor	向下取整	无损
ceil	向上取整	无损
trunc	截断取整	无损
round	四舍五入	无损
max, min	最大/最小值	无损
比较运算	比较	无损

不支持的运算（自动使用 Decimal 兜底）：

set_config({ _compute_mode: 'bigint' })

// 这些运算自动使用 Decimal 计算
calc('sqrt(16)')    // "4"
calc('sin(0)')      // "0"
calc('ln(2.718)')   // "0.999..."

大数计算示例

set_config({ _compute_mode: 'bigint' })

// 大整数计算，完全精确
calc('12345678901234567890 * 98765432109876543210')
// "1219326311370217952237463801111263526900"

// 科学计数法支持
calc('1.5e-10 + 2.5e-10')  // "0.0000000004"

除法精度配置

BigInt 除法结果可能是无限小数，需要配置精度：

import { calc, set_config, get_config } from 'a-calc'

set_config({ _compute_mode: 'bigint' })

// 查看默认精度
get_config('_div_precision')  // 20

// 默认精度下
calc('1 / 3')  // "0.33333333333333333333"（20位小数）

// 修改精度
set_config({ _div_precision: 10 })
calc('1 / 3')  // "0.3333333333"（10位小数）

// 恢复默认
set_config({ _div_precision: 20 })

WASM 模式

使用 WebAssembly 进行高性能计算。

特点：

• 高性能
• 28-29 位有效数字精度
• 异步加载，加载前自动使用 Decimal 兜底
• 支持复杂表达式一次传递计算

加载 WASM 模块

import {
  load_wasm,
  is_wasm_loaded,
  set_config,
  calc
} from 'a-calc'

// 异步加载 WASM 模块
await load_wasm()

// 检查是否加载成功
is_wasm_loaded()  // true

// 切换到 WASM 模式
set_config({ _compute_mode: 'wasm' })

// 现在使用 WASM 进行计算
calc('0.1 + 0.2')  // "0.3"

注意

WASM 模块需要异步加载。在加载完成前，即使设置了 wasm 模式，也会自动使用 Decimal 方法兜底，确保计算正常进行。

WASM 表达式计算

WASM 模式提供了 wcalc 函数，可以一次性传递复杂表达式：

import { load_wasm, wcalc, set_config } from 'a-calc'

await load_wasm()

// 复杂表达式计算
wcalc("1 + 2 * 3")              // "7"
wcalc("sqrt(16) + pow(2, 3)")   // "12"
wcalc("sin(0) + cos(0)")        // "1"
wcalc("(1 + 2) * (3 + 4)")      // "21"

// 错误处理：通过 _error 配置
set_config({ _error: null })
wcalc("1 / 0")  // null（不抛异常）

支持的运算：

类别	运算符
基础运算	加、减、乘、除、取模、幂、整除
一元运算	abs, neg, sqrt, ln, exp, log10
三角函数	sin, cos, tan
取整	floor, ceil, trunc, round
比较	max, min, compare, eq, lt, gt, lte, gte

不支持的运算（使用 Decimal 兜底）：

• cbrt（立方根）
• log（任意底对数）
• log2（二进制对数）
• asin, acos, atan（反三角函数）
• sinh, cosh, tanh, asinh, acosh, atanh（双曲函数）

兜底机制

a-calc 实现了完善的兜底机制，确保任何情况下计算都能正常进行：

1. 运算符兜底

BigInt 和 WASM 模式中不支持的运算符，自动使用 Decimal 方法：

set_config({ _compute_mode: 'bigint' })

// sqrt 在 BigInt 中不支持，自动使用 Decimal
calc('sqrt(16)')  // "4"

// 基础运算使用 BigInt
calc('0.1 + 0.2')  // "0.3"

2. WASM 加载兜底

WASM 加载完成前，自动使用 Decimal：

set_config({ _compute_mode: 'wasm' })  // 设置为 WASM 模式

// WASM 尚未加载，自动使用 Decimal
calc('0.1 + 0.2')  // "0.3"

// 加载 WASM
await load_wasm()

// 现在使用真正的 WASM
calc('0.1 + 0.2')  // "0.3"

3. 错误兜底

除零等错误统一处理：

import { calc, set_config } from 'a-calc'

// 设置错误返回值
set_config({ _error: 'ERROR' })

calc('1 / 0')  // "ERROR"

// 不设置则抛出异常
set_config({ _error: undefined })
calc('1 / 0')  // throws Error: Division by zero

模式选择指南

场景	推荐模式	原因
通用计算	decimal	功能完整，精度高
金融计算	bigint	整数运算无精度损失
大数运算	bigint	支持任意大整数
科学计算	decimal	支持所有数学函数
性能敏感	wasm	性能优异
前端轻量级	bigint	无额外依赖

配置参考

import { set_config } from 'a-calc'

// 设置计算模式
set_config({ _compute_mode: 'bigint' })

// 设置除法精度（仅影响 bigint 模式）
set_config({ _div_precision: 20 })

// 设置错误返回值
set_config({ _error: '-' })

// 同时设置多个
set_config({
  _compute_mode: 'bigint',
  _div_precision: 30,
  _error: 'N/A'
})

运算符完整对比表

运算符	decimal	bigint	wasm	说明
基础运算
加法	✅	✅	✅	加法
减法	✅	✅	✅	减法
乘法	✅	✅	✅	乘法
除法	✅	✅	✅	除法
取模	✅	✅	✅	取模
幂运算	✅	✅	✅	幂运算
整除	✅	✅	✅	整除
一元运算
abs	✅	✅	✅	绝对值
neg	✅	✅	✅	取负
sqrt	✅	🔄	✅	平方根
cbrt	✅	🔄	🔄	立方根
指数对数
exp	✅	🔄	✅	e^x
ln	✅	🔄	✅	自然对数
log10	✅	🔄	✅	常用对数
log	✅	🔄	🔄	任意底对数
log2	✅	🔄	🔄	二进制对数
三角函数
sin	✅	🔄	✅	正弦
cos	✅	🔄	✅	余弦
tan	✅	🔄	✅	正切
asin	✅	🔄	🔄	反正弦
acos	✅	🔄	🔄	反余弦
atan	✅	🔄	🔄	反正切
双曲函数
sinh	✅	🔄	🔄	双曲正弦
cosh	✅	🔄	🔄	双曲余弦
tanh	✅	🔄	🔄	双曲正切
asinh	✅	🔄	🔄	反双曲正弦
acosh	✅	🔄	🔄	反双曲余弦
atanh	✅	🔄	🔄	反双曲正切
取整运算
floor	✅	✅	✅	向下取整
ceil	✅	✅	✅	向上取整
trunc	✅	✅	✅	截断取整
round	✅	✅	✅	四舍五入
比较运算
max	✅	✅	✅	最大值
min	✅	✅	✅	最小值
compare	✅	✅	✅	比较
eq	✅	✅	✅	相等
lt	✅	✅	✅	小于
gt	✅	✅	✅	大于
lte	✅	✅	✅	小于等于
gte	✅	✅	✅	大于等于

图例：

• ✅ 原生支持
• 🔄 使用 Decimal 兜底