Números en Dart

Las aplicaciones Dart a menudo se dirigen a múltiples plataformas. Por ejemplo, una aplicación Flutter puede dirigirse a iOS, Android y la web. El código puede ser el mismo, siempre y cuando la aplicación no dependa de librerías específicas de la plataforma ni utilice números de una manera que dependa de la plataforma.

Esta página tiene detalles sobre las diferencias entre las implementaciones de números nativas y web, y cómo escribir código de manera que esas diferencias no importen.

En Dart, todos los números forman parte de la jerarquía común del tipo Object, y existen dos tipos numéricos concretos y visibles para el usuario: int, que representa valores enteros, y double, que representa valores fraccionarios.

Dependiendo de la plataforma, esos tipos numéricos tienen implementaciones ocultas diferentes. En particular, Dart tiene dos tipos de destinos muy diferentes a los que compila:

• Nativo: en la mayoría de los casos, un procesador móvil o de escritorio de 64 bits.
• Web: JavaScript como motor de ejecución principal.

La siguiente tabla muestra cómo se implementan habitualmente los números en Dart:

Para destinos nativos, puedes asumir que int se mapea a una representación de entero con signo de 64 bits y double se mapea a una representación de punto flotante IEEE de 64 bits que coincide con la del procesador subyacente.

Pero en la web, donde Dart se compila e interactúa con JavaScript, existe una única representación numérica: un valor de punto flotante de doble precisión de 64 bits. Por cuestiones de eficiencia, Dart mapea tanto int como double a esta única representación. La jerarquía de tipos visible sigue siendo la misma, pero los tipos de implementación ocultos subyacentes son diferentes y están entrelazados.

La siguiente figura ilustra los tipos específicos de la plataforma (en azul) para los destinos nativos y web. Como muestra la figura, el tipo concreto para int en nativo implementa únicamente la interfaz int. Sin embargo, el tipo concreto para int en la web implementa tanto int como double.

Un int en la web se representa como a valor de punto flotante de doble precisión sin parte fraccionaria. En la práctica, esto funciona bastante bien: el punto flotante de doble precisión proporciona 53 bits de precisión entera. Sin embargo, los valores int siempre son también valores double, lo que puede provocar algunas sorpresas.

La mayoría de las operaciones aritméticas de enteros y doubles tienen esencialmente el mismo comportamiento. Hay, sin embargo, diferencias importantes, particularmente cuando tu código tiene expectativas estrictas sobre la precisión, el formato de las cadenas o los tipos de tiempo de ejecución subyacentes.

Cuando los resultados aritméticos difieren, como se describe en esta sección, el comportamiento es específico de la plataforma y está sujeto a cambios.

La siguiente tabla demuestra cómo difieren algunas expresiones numéricas debido a la precisión. Aquí, math representa la librería dart:math, y math.pow(2, 53) es 2⁵³.

En la web, los enteros pierden precisión a partir de los 53 bits. En particular, 2⁵³ y 2⁵³+1 se mapean al mismo valor debido al truncamiento. En nativo, estos valores aún se pueden diferenciar porque los números nativos tienen 64 bits: 63 bits para el valor y 1 para el signo.

El efecto del desbordamiento es visible al comparar 2⁶³-1 con 2⁶³. En nativo, este último se desborda a -2⁶³, como se espera para la aritmética de complemento a dos. En la web, estos valores no se desbordan porque se representan de manera diferente; son aproximaciones debido a la pérdida de precisión.

En las plataformas nativas, double e int son tipos distintos: ningún valor puede ser tanto un double como un int al mismo tiempo. En la web, eso no es cierto. Debido a esta diferencia, la identidad puede diferir entre plataformas, aunque la igualdad (==) no lo hace.

La siguiente tabla muestra algunas expresiones que utilizan igualdad e identidad. Las expresiones de igualdad son las mismas en nativo y en la web; las expresiones de identidad suelen ser diferentes.

En la web, el tipo int subyacente es como un subtipo de double: es un valor de doble precisión sin parte fraccionaria. De hecho, una comprobación de tipo en la web de la forma x is int devuelve true si x es un número (double) con una parte fraccionaria de valor cero.

Como resultado, lo siguiente es cierto en la web:

• Todos los números de Dart (valores de tipo num) son double.
• Un número de Dart puede ser tanto un double como un int al mismo tiempo.

Estos hechos afectan a las comprobaciones is y a las propiedades runtimeType. Un efecto secundario es que double.infinity se interpreta como un int. Debido a que este es un comportamiento específico de la plataforma, podría cambiar en el futuro.

Por razones de rendimiento en la web, los operadores bit a bit (&, |, ^, ~) y de desplazamiento (<<,>>, >>>) en int utilizan los equivalentes nativos de JavaScript. En JavaScript, los operandos se truncan a enteros de 32 bits que se tratan como sin signo. Este tratamiento puede dar resultados sorprendentes en números más grandes. En particular, si los operandos son negativos o no caben en 32 bits, es probable que produzcan resultados diferentes entre nativo y la web.

La siguiente tabla muestra cómo las plataformas nativa y web tratan los operadores de bits y de desplazamiento cuando los operandos son negativos o cercanos a los 32 bits:

En la web, Dart generalmente delega en JavaScript para convertir un número en una cadena (por ejemplo, para un print). La siguiente tabla demuestra cómo la conversión de las expresiones de la primera columna puede conducir a resultados diferentes.

Por lo general, no necesitas cambiar tu código numérico. El código Dart ha estado funcionando tanto en plataformas nativas como web durante años, y las diferencias en la implementación de los números rara vez son un problema. El código común y típico, como iterar a través de un rango de enteros pequeños e indexar una lista, se comporta de la misma manera.

Si tienes pruebas o aserciones que comparan resultados de cadenas, escríbelas de una manera resiliente a la plataforma. Por ejemplo, supón que estás probando el valor de expresiones de cadenas que tienen números incrustados:

void main() {
  var count = 10.0 * 2;
  var message = "$count cows";
  if (message != "20.0 cows") throw Exception("Unexpected: $message");
}

El código anterior tiene éxito en las plataformas nativas pero lanza una excepción en la web porque message es "20 cows" (sin decimal) en la web. Como alternativa, podrías escribir la condición de la siguiente manera, para que pase tanto en plataformas nativas como web:

if (message != "${20.0} cows") throw ...

Para la manipulación de bits, considera operar explícitamente en bloques de 32 bits, los cuales son consistentes en todas las plataformas. Para forzar una interpretación con signo de un bloque de 32 bits, utiliza int.toSigned(32).

Para otros casos donde la precisión importe, considera otros tipos numéricos. El tipo BigInt proporciona enteros de precisión arbitraria tanto en nativo como en la web. El paquete fixnum proporciona números estrictos con signo de 64 bits, incluso en la web. Sin embargo, usa estos tipos con cuidado: a menudo dan como resultado un código significativamente más grande y lento.