JavaScript 정밀 연산 라이브러리 TOP 4: big.js, bignumber.js, decimal.js, math.js

JavaScript는 기본적으로 부동소수점(IEEE 754) 방식으로 숫자를 처리합니다. 이 방식은 대부분의 경우 적합하지만, 큰 숫자나 소수점이 많은 숫자를 다루는 상황에서는 오차가 발생할 수 있습니다. 특히 금융, 과학 계산, 통계 분석에서는 정밀도가 중요한데, 이를 해결하기 위해 다양한 JavaScript 라이브러리들이 존재합니다.

이번 글에서는 정밀 연산을 지원하는 네 가지 주요 라이브러리인 big.js, bignumber.js, decimal.js, math.js를 비교하고, 어떤 상황에서 어떤 라이브러리가 적합한지 알아보겠습니다.

1. big.js

big.js는 단순하지만 매우 경량인 라이브러리로, 정밀한 소수점 연산이 필요한 상황에서 부동소수점 문제를 해결하는 데 유용합니다. 속도가 빠르고, 기본적인 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 연산에 적합합니다.

주요 특징:

• 작은 크기(약 8KB): 매우 가볍고 빠름.
• 고정 소수점 방식으로 소수점 오차를 없애는 데 중점.
• 최대 1e+308에서 최소 1e-308까지 숫자 처리 가능.

장점:

• 경량 라이브러리로 빠른 성능.
• 정확한 소수점 연산이 필요한 금융 애플리케이션에 적합.

단점:

• 고급 수학 연산(제곱, 로그, 삼각 함수 등)을 제공하지 않음.

예시:

const Big = require('big.js');

const a = new Big(0.1);
const b = new Big(0.2);

const sum = a.plus(b);  // 결과: 0.3
console.log(sum.toString());  // "0.3"

2. bignumber.js

bignumber.js는 big.js와 유사하지만 더 다양한 기능과 확장성을 제공합니다. 큰 숫자나 소수점 이하 매우 작은 값까지 처리할 수 있으며, 다양한 수학 연산을 지원합니다.

주요 특징:

• 정밀도 설정: 사용자가 원하는 정밀도를 지정 가능.
• 부동소수점 연산 오류 방지.
• 고급 수학 연산 지원(제곱, 로그 등).

장점:

• 다양한 수학 연산을 수행할 수 있어 복잡한 계산에도 적합.
• big.js보다 다양한 기능을 제공하면서도 비교적 가벼움(약 30KB).

단점:

• 큰 수학 연산을 자주 사용하지 않는 경우 오버킬이 될 수 있음.

예시:

const BigNumber = require('bignumber.js');

const a = new BigNumber(0.1);
const b = new BigNumber(0.2);

const sum = a.plus(b);  // 결과: 0.3
console.log(sum.toString());  // "0.3"

3. decimal.js

decimal.js는 고정 소수점 연산과 부동소수점 연산 모두를 정확하게 처리하는 라이브러리입니다. 다양한 수학 연산 기능을 제공하며, 금융, 과학, 통계 분야에서 널리 사용됩니다.

주요 특징:

• 임의의 정밀도를 지원하여 사용자 정의 소수점 계산이 가능.
• 다양한 고급 수학 연산 지원(삼각 함수, 제곱근 등).
• 매우 높은 정밀도의 계산을 수행.

장점:

• 금융 및 과학 분야에서 매우 유용한 고정 소수점 및 고급 수학 연산 지원.
• 더 많은 수학 함수와 기능을 제공.

단점:

• 비교적 큰 라이브러리 크기(약 70KB).
• 더 많은 기능을 제공하므로 사용이 다소 복잡할 수 있음.

예시:

const Decimal = require('decimal.js');

const a = new Decimal(0.1);
const b = new Decimal(0.2);

const sum = a.plus(b);  // 결과: 0.3
console.log(sum.toString());  // "0.3"

4. math.js

math.js는 매우 강력하고 포괄적인 수학 라이브러리입니다. 숫자뿐만 아니라, 벡터, 행렬, 복소수, 단위 변환 등의 복잡한 수학적 연산을 처리할 수 있으며, 대규모의 수학 작업을 필요로 하는 프로젝트에 적합합니다.

주요 특징:

• 다양한 데이터 타입 지원: 숫자, 복소수, 행렬, 단위 변환 등.
• 수학 표현식 평가 기능: 수식을 문자열로 받아 처리 가능.
• 복잡한 수학 연산이 가능한 다기능 라이브러리.

장점:

• 매우 다양한 수학 연산 기능 제공(삼각 함수, 미적분, 행렬 연산 등).
• 수학적 표현식을 텍스트로 입력하고 평가할 수 있음.

단점:

• 상대적으로 무겁고(약 500KB) 복잡한 구조.
• 단순한 숫자 연산만 필요한 경우에는 불필요한 오버헤드가 발생할 수 있음.

예시:

const math = require('mathjs');

const a = math.bignumber(0.1);
const b = math.bignumber(0.2);

const sum = math.add(a, b);  // 결과: 0.3
console.log(sum.toString());  // "0.3"

라이브러리 비교 요약

라이브러리	주요 목적	주요 기능	패키지 크기	속도
big.js	기본적인 정밀 소수점 연산	덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈	매우 작음 (~8KB)	매우 빠름
bignumber.js	정밀한 큰 숫자 및 소수점 계산	고급 수학 연산 지원	작음 (~30KB)	빠름
decimal.js	정밀도 높은 소수점 및 수학 계산	다양한 고급 수학 함수	중간 (~70KB)	보통
math.js	복잡한 수학적 계산	행렬, 복소수, 미적분 연산	큼 (~500KB)	느림

결론

1. 간단한 소수점 연산만 필요하다면, big.js가 최선의 선택입니다. 매우 가볍고 빠르기 때문입니다.
2. 정밀한 숫자 연산과 다양한 수학 연산이 필요하다면, bignumber.js가 적합합니다.
3. 정밀도가 높은 소수점 계산과 고급 수학 연산이 필요한 금융, 과학 분야에서는 decimal.js가 추천됩니다.
4. 복잡한 수학적 계산(행렬, 벡터, 복소수 등)을 다뤄야 하는 프로젝트에서는 math.js가 강력한 도구가 될 수 있습니다.

각 라이브러리는 서로 다른 목적과 요구 사항에 맞춰 최적화되어 있으므로, 프로젝트에 가장 적합한 라이브러리를 선택하는 것이 중요합니다!

참고

최근 1년간의 통계를 비교하면 big.js 가 가장 많은 다운로드를 기록했고, decimal.js 가 그 다음입니다. mathjs 는 크고, 무거운 영향인지 사용률이 매우 떨어지는 것을 확인할 수 있습니다. 4개 라이프러리 모두 출시된지 10년이상된 성숙한 라이르러리라 판단됩니다.

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