JavaScript中的基础数学 — 数字和操作符

在本次课程中，我们讨论 JavaScript 中的数学 — 我们如何使用 运算符 和其他功能来成功地操作数字以完成我们的请求。

人人都爱数学

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。尤其如此，当我们学习编写 JavaScript 程序（或任何其他语言），我们所做的很多事情都依赖于处理数值数据，计算新值等。你将不会惊讶地认识到 JavaScript 有一套可用的全功能的数学功能。
本文仅讨论您现在需要了解的基本部分。

数字类型

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 就是整数,例如 10, 400, 或者 -5.
• 浮点数 (浮点) 有小数点或小数位，例如 12.5，和 56.7786543。
• 双精度双精度是一种特定类型的浮点数，它们具有比标准浮点数更高的精度（这意味着它们精确到更大的小数位数）。

我们甚至有不同类型的数字系统！ 十进制是基数10（意味着它在每列使用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; 0s and 1s
• 八进制 — 基数8，每列使用0-7
• 十六进制 — 基数16，每列使用0-9，然后使用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！ 一开始，我们将在本课程中坚持使用十进制数; 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（包括 integers 和 decimals ），您猜对了，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。

这是我们的全部数字

让我们快点玩一些数字，以重新定义我们所需要的基本语法。 在您的开发工具JavaScript控制台中输入下面列出的命令。
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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：

   let myInt = 5;
   let 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：

   typeof myInt;
   typeof myFloat;
   

4. 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。呦！

   算术运算符

   算术运算符是我们用来做和的基本运算符：

Note: 你以后有时候会看到参与算术计算的数字被称为 操作数(operands)。
Note: 有时你可能会看到使用较旧的 Math.pow() 方法表达的指数，该方法的工作方式非常相似。 例如，在 Math.pow(7, 3) 中，7 是基数，3 是指数，因此表达式的结果是 343。 Math.pow(7, 3) 相当于 7 ** 3。
我们可能不需要教你如何做基础数学，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

   10 + 7
   9 * 8
   60 % 3
   

2. 您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：

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

3. 最后在本节中，尝试输入一些更复杂的表达式，如：

   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。

   运算符优先级

   
   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”。
   但浏览器的“10除以8等于1.25”，那么“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);
   

   尝试看看。
   Note: 注意：可以在表达式和运算符中找到所有JavaScript运算符的完整列表及其优先级。

   自增和自减运算符

   有时候，您需要反复把一个变量加1或减1。 这可以方便地使用增量（++）和递减（ -- ）运算符来完成。 我们在JavaScript 初体验文章的“猜数字”游戏中使用了++，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。

   guessCount++;
   

   Note: 它们最常用于 循环 中，您将在以后的课程中了解。 例如，假设您想循环查看价格表，并为每个价格增加销售税。 您可以使用循环依次查看每个值，并在每种情况下进行必要的计算，以添加销售税。 当需要时，增量器用于移动到下一个值。 我们实际上提供了一个简单的例子，显示了如何完成 —— 在线查看效果，并 查看源代码，看看是否可以发现增量器！ 我们稍后将会详细介绍循环。
   我们来试试看你们的控制台。 首先，请注意，您不能将这些直接应用于一个数字，这可能看起来很奇怪，但是我们为变量赋值一个新的更新值，而不是对该值进行操作。 以下将返回错误：

   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，您会看到返回值为4，这是因为浏览器返回当前值，然后增加变量。 如果您再次返回变量值，则可以看到它已经递增：

   num1;
   

   递减 -- 同样如此，尝试以下操作：

   let num2 = 6;
   num2--;
   num2;
   

   Note: 您可以使浏览器以其他方式进行操作 - 递增/递减变量，然后返回值 - 将操作符放在变量的开头，而不是结束。 再次尝试上面的例子，但这次使用 ++num1 和 --num2。

   赋值运算符

   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，可以使您的代码更加清洁和高效。 最常见的如下：

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，您可以愉快地使用每个表达式右侧的其他变量，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

Note: 虽然有很多可用的赋值运算符, 但是这些是你现在应该学习的基本的一类。

主动学习：调整画布框的大小

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框的大小。 该框使用称为Canvas API的浏览器API绘制。 没有必要担心这是如何工作的 - 现在只关注数学。 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。

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在上面的可编辑代码框中，有两行标有清晰的注释，我们希望你更新以使框增长/缩小到某些大小，在每种情况下使用某些操作符和/或值。 我们希望你回答以下问题：

• 更改计算x的行，使框仍然是50px宽，并且使用数字43和7以及算术运算符计算50。
• 更改计算y的行，使框为高75像素，使用数字25和3计算75，以及算术运算符。
• 更改计算x的行，使框为250px宽，250是使用两个数字和余数（模）运算符计算的。
• 更改计算y的行，使框为150px高，150是使用三个数字计算的，以及减法和除数运算符。
• 更改计算x的行，因此该框为200px宽，并且使用数字4和赋值运算符计算200。
• 更改计算y的行，使框为200px高，使用数字50和3，乘法运算符和加法运算符计算200。

如果你完全混淆了代码，别担心。 您可以随时按“重置”按钮，使事情恢复正常。 在您正确回答了上述所有问题后，可以自由地使用代码或创建自己的挑战。

比较运算符

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。

Note: 您可能会看到有些人在他们的代码中使用==和!=来判断相等和不相等，这些都是JavaScript中的有效运算符，但它们与===/!==不同，前者测试值是否相同， 但是数据类型可能不同，而后者的严格版本测试值和数据类型是否相同。 严格的版本往往导致更少的错误，所以我们建议您使用这些严格的版本。
如果您尝试在控制台中输入这些值，您将看到它们都返回 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>Start machine</button>
<p>The machine is stopped.</p>

const btn = document.querySelector('button');
const txt = document.querySelector('p');
btn.addEventListener('click', updateBtn);
function updateBtn() {
  if (btn.textContent === 'Start machine') {
    btn.textContent = 'Stop machine';
    txt.textContent = 'The machine has started!';
  } else {
    btn.textContent = 'Start machine';
    txt.textContent = 'The machine is stopped.';
  }
}

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您可以在updateBtn（）函数内看到正在使用的等号运算符。 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 - 但它仍然是工作原理。 如果按钮当前按“启动机”，则将其标签更改为“停机”，并根据需要更新标签。 如果按下按钮当前正在说“停机”，我们再次将显示器交换回来。
Note: 这种在两个状态之间来回交换的行为通常被称为 切换 (toggle)。它在一个状态和另一个状态之间切换 - 点亮，熄灭等

总结

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，num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。
Note: 如果您喜欢数学，并希望阅读更多关于它如何在JavaScript中实现的, 那么你可以在 MDN’s main JavaScript 部分读到更多关于它的内容。对于学习数字与日期 和 表达式与运算符 来说，那是一个不错的地方。