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面试题:JavaScript算术表达式优化在复杂场景下的应用

在一个大型JavaScript项目中,有一段涉及大量算术运算的代码,例如在一个财务计算模块中,需要处理各种货币金额的加、减、乘、除运算,同时要考虑精度问题(防止浮点数运算精度丢失)。请描述一套完整的优化策略,包括数据结构选择、算法优化、缓存策略等,并举例说明如何在实际代码中实现这些优化。
50.3万 热度难度
编程语言JavaScript

知识考点

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面试题答案

一键面试

1. 数据结构选择

  • 使用 BigIntdecimal.js:JavaScript 原生的 Number 类型在处理浮点数运算时存在精度问题。对于货币金额等对精度要求极高的场景,可使用 BigInt 类型(如果数字都是整数),它可以精确表示任意大的整数。如果需要处理小数,推荐使用 decimal.js 库,它能提供高精度的十进制运算。
  • 示例 - 使用 decimal.js
const Decimal = require('decimal.js');
// 加法运算
const num1 = new Decimal('10.5');
const num2 = new Decimal('5.25');
const sum = num1.plus(num2);
console.log(sum.toString()); 

2. 算法优化

  • 避免多次重复计算:在复杂的财务计算中,可能存在一些中间结果会被多次使用。识别这些中间结果,并只计算一次,然后复用它们。
  • 示例
// 假设在一个复杂计算中,a * b 的结果会被多次使用
const a = new Decimal('3.14');
const b = new Decimal('2.71');
const abResult = a.times(b);
// 后续多处使用 abResult
const result1 = abResult.plus(new Decimal('10'));
const result2 = abResult.times(new Decimal('5'));

3. 缓存策略

  • Memoization(记忆化):对于一些输入相同就会产生相同输出的函数,可以缓存其计算结果。例如,在财务计算中,可能有一些固定费率的计算函数,只要输入的金额和费率不变,结果就不变。
  • 示例
const memoize = (fn) => {
    const cache = {};
    return function(...args) {
        const key = args.toString();
        if (cache[key]) {
            return cache[key];
        }
        const result = fn.apply(this, args);
        cache[key] = result;
        return result;
    };
};

// 假设这是一个计算固定费率的函数
const calculateRate = (amount, rate) => {
    return new Decimal(amount).times(new Decimal(rate));
};

const memoizedCalculateRate = memoize(calculateRate);

// 第一次调用,计算并缓存结果
const result1 = memoizedCalculateRate('1000', '0.05');
// 第二次调用,直接从缓存中获取结果
const result2 = memoizedCalculateRate('1000', '0.05');

4. 代码模块化与复用

  • 将通用的计算逻辑封装成独立函数或模块:在大型项目中,财务计算模块可能在多个地方被使用。将加、减、乘、除等基本运算封装成通用函数,方便在不同场景下复用,也便于维护和测试。
  • 示例
// arithmetic.js
const Decimal = require('decimal.js');

export const add = (a, b) => new Decimal(a).plus(new Decimal(b));
export const subtract = (a, b) => new Decimal(a).minus(new Decimal(b));
export const multiply = (a, b) => new Decimal(a).times(new Decimal(b));
export const divide = (a, b) => new Decimal(a).dividedBy(new Decimal(b));

// 在其他文件中使用
import { add, subtract } from './arithmetic.js';
const amount1 = '100';
const amount2 = '50';
const sum = add(amount1, amount2);
const difference = subtract(amount1, amount2);