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Vamos adotar um código qualquer de exemplo que contém um valor do tipo BigInt:

const params = { largeNum: 54740991n }

Se eu tentar serializá-lo com JSON.stringify é retornado um erro:

const params = { largeNum: 54740991n }

JSON.stringify(params)

Uncaught TypeError: Do not know how to serialize a BigInt

Outro exemplo com níveis:

const response = {
  data: {
    number: {
      theBiggestInt: 1n
    }
  },
  status: true
};

JSON.stringify(response);

Com base nos exemplos acima, eu pergunto:

  • É possível serializar um objeto que contenha uma propriedade (que esteja ou não aninhada no objeto) do tipo BigInt?
  • Se sim, como desserializar?
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  • 4
    Uai....por que o negativo?? Onde eu posso melhorar a pergunta? Commented 2/09/2021 às 0:42
  • 2
    Usar RegEx para isso pode ser um tanto quanto custoso, partindo da premissa que um sulfixo ou prefixo resolvem (até o momento único meio que resolve mais ou menos) um val.indexOf('prefixo_bigint::') === 0 + val.substring(16) (use i o 16 fixo porque sabemos qual o "prefixo" desejado), imaginando que o cenário (que é a maioria) do parse de JSON seja para enviar grandes payloads, se o payload enviado for pequeno nem de JSON.stringify vai precisar, poderia fazer algo próprio na mão.
    – Syzoth
    Commented 2/09/2021 às 12:22
  • 1
    @GuilhermeNascimento Obrigado pela observacao. Concordo com seu ponto, inclusive a solucao do hkotsubo dispensa o uso de regex e segue uma abordagem semelhante ao seu comentário. Commented 2/09/2021 às 12:52
  • 2
    Eu vi, o edit foi depois do meu comment ;) Manterei o comment devido a questão de quando um implementação assim é necessária e quando não é (o que na maioria é provavel que não seja mesmo)
    – Syzoth
    Commented 2/09/2021 às 12:58
  • 1
    @GuilhermeNascimento Concordo que regex é um exagero (quase sempre é), por isso revi a resposta e copiei descaradamente sua sugestão :-) Eu só troquei indexOf por startsWith por me parecer mais semanticamente adequado ao caso (ou talvez seja só "gosto pessoal" da minha parte). E também concordo que dependendo do caso, talvez nem seja necessário tudo isso...
    – hkotsubo
    Commented 2/09/2021 às 13:28

3 Respostas 3

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Não tem nenhum jeito “padrão” para fazer essa serialização.

O jeito mais trivial de contornar esse problema é utilizar o segundo argumento de JSON.stringify, que recebe uma função para modificar a forma como os dados são serializados.

Um exemplo, bastante simplista, que converte o bigint em string é este:

const obj = { data: 1n };
const json = JSON.stringify(obj, (key, val) =>
  typeof val === 'bigint' ? val.toString() : val
);
console.log(json);

O problema com isso é que, uma vez que o valor foi convertido a uma string, o tipo original do dado é perdido na serialização.

Como não existe nenhum padrão difundido sobre como serializar esse tipo de dado não nativamente suportado pelo JSON.stringify, há de se estabelecer uma convenção interna ao seu projeto para determinar como essa serialização deverá ser feita, de modo a armazenar não somente a string que representa o bigint, mas também uma informação que informe que se trata de um bigint. Desse modo, contorna-se o problema de perda de informação ao simplesmente converter o big int em string.

Um exemplo é anotar a string com um prefixo mágico como __bigint__:, de modo que o big int 5n seria serializado como a string "__bigint__:5".

Um outro modo, talvez mais prático, é utilizar um objeto para codificar não apenas a string que represente o bigint, mas também seu tipo. Assim:

const obj = { data: 5n };
const json = JSON.stringify(obj, (_, val) => {
  if (typeof val === 'bigint') {
    return { $$type: 'bigint', $$str: val.toString() };
  }
  
  return val;
});
console.log(json);

Utilizei os nomes $$type e $$str para evitar conflitos com outros objetos que, por ventura, poderiam ter as propriedades type e str. Apesar de improvável, isso demonstra a importância de se definir uma boa convenção para serializar esse tipo de dado; visando, claro, evitar conflitos com padrões já existentes.

E para deserializar fazer o caminho inverso. Nesse caso, deve-se fazer uso do segundo argumento de JSON.parse para tratar o objeto especial (ou forma alternativa de serialização) anteriormente convencionado. Exemplo:

const json = '{"data":{"$$type":"bigint","$$str":"5"}}';

const obj = JSON.parse(json, (_, value) => {
  if (
    typeof value === 'object' &&
    value.$$type === 'bigint' &&
    typeof value.$$str === 'string'  
  ) {
    return BigInt(value.$$str);
  }
  
  return value;
});

console.log(obj); //=> { data: 5n }
                  // tem que olhar pelo console do navegador, o snippet não exibe propriamente


O intuito é dar uma ideia porque, tal como demonstrado pela outra excelente resposta, dá para ser bem criativo aqui. Mas devo reiterar a importância de se convencionar, internamente, um padrão e garantir que o novo formato de serialização não conflite com outros casos de uso.

Vale lembrar que essa técnica vale não somente para serializar bigint. Esses mesmos passos podem ser aplicados para serializar qualquer tipo de dados que o JavaScript não suporta nativamente pelo JSON.stringify.

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+50

Uma abordagem diferente e que não envolvesse análise de strings seria serializar o valor BigInt como um objeto JSON personalizado que guarde, em um array, uma versão do valor BigInt convertido em uma base numérica representável nativamente pelo javascript ou outra linguagem.
A estrutura sugerida acima conteria os seguintes membros:

  • type: indicativo do tipo do valor que esse objeto encapsula e deve ser bigint.
  • base: a base numérica em que o valor BigInt será serializado. Aqui foi adotado o valor da constante Number.MAX_SAFE_INTEGER que representa o maior inteiro seguramente representável no JavaScript.
  • value: um array de valores inteiros do tipo nativo Number representando o valor do tipo BigInt a ser serializado na base Number.MAX_SAFE_INTEGER. Esse array estaria com a extremidade ordenada segundo formato little-endian ou seja:
    • b | b ∈ N é base numérica em que o número estará convertido.
    • aₙ | n ∈ N, aₙ < aₙ₊₁ é o coeficiente da base numérica.
      O array value terá o seguinte formato:
      Numero em base numérica arbitrária.
      o array value é o array de comprimento m dos coeficientes da formula acima, cujo o índice do elemento é o respectivo expoente da base numérica b:
      array de coeficientes

let lnum = 256564545784543535678564677898765644n;

function bigIntToJSON(key, val, base= Number.MAX_SAFE_INTEGER) {
  if (typeof val !== "bigint") return val;
  let result = [];
  let b = BigInt(base);
  //Decompõe o número na base numérica.
  for (let n = val; n > 0; n = n / b) {
    result.push(Number(n % b));
  }
  return {
    type: typeof val,
    base: base,
    value: result
  };
}

function JSONToBigInt(key, val) {
  if (typeof val !== 'object') return val;
  if (val.type !== 'bigint') return val;
  //Restaura o número decomposto.
  return val.value.reduce((acc, e, idx) => acc + BigInt(e) * BigInt(val.base) ** BigInt(idx), 0n);
}

//Serializa o número.
let j = JSON.stringify(lnum, bigIntToJSON);
console.log("Número serializado: ", j);

//Desserializa o número.
console.log("Número desserializado: ", JSON.parse(j, JSONToBigInt).toString());

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  • 1
    Caraca! essa abordagem foi bastante interessante. Não passou nem perto de eu pensar em algo assim. Nesse caso o padrão seria o uso da função JSONToBigInt ao invés de uma string de prefixo. Commented 2/09/2021 às 14:21
  • 3
    Com certeza um caminho muito menos gambiarra, que na verdade resolve muito bem em questão de "entendimento" da comunicação, parabéns! +1
    – Syzoth
    Commented 2/09/2021 às 17:29
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Segundo a documentação, JSON.stringify verifica se o objeto a ser serializado possui o método toJSON (e se tiver, o resultado deste é usado). Podemos ver isso também na especificação da linguagem:

  1. If Type(value) is Object or BigInt, then
       a. Let toJSON be ? GetV(value, "toJSON").
       b. If IsCallable(toJSON) is true, then
       i. Set value to ? Call(toJSON, value, « key »).

Então uma forma de serializar um BigInt seria definir o método toJSON no seu protótipo:

Object.defineProperty(BigInt.prototype, 'toJSON', {
    writable: true, configurable: true, enumerable: false,
    value: function () {
        // converte para uma string em algum formato específico
        return 'BigInt::' + this.toString();
    }
});

const params = { largeNum: 54740991n };
console.log(JSON.stringify(params)); // {"largeNum":"BigInt::54740991"}

Lembrando, claro, de todos os poréns de se alterar o protótipo de um objeto. Eu pessoalmente evito fazê-lo, por isso acho melhor a solução dada na outra resposta (usar uma função como segundo argumento de JSON.stringify). De qualquer forma, fica registrada a opção.

As demais considerações da outra resposta também continuam valendo: como o resultado da serialização é uma string, você deve escolher algum formato específico para indicar que aquilo é um BigInt, para que seja possível convertê-lo de volta ao desserializar. No exemplo acima eu adicionei o prefixo BigInt:: ao número, então para converter de volta seria assim:

const json = '{"largeNum":"BigInt::54740991"}';

const params = JSON.parse(json, function(key, val) {
    // se a string começa com o prefixo, pega tudo depois dele
    if (typeof val === 'string' && val.startsWith('BigInt::')) {
        return BigInt(val.substring(8));
    }
    return val;
});
console.log(params.largeNum.toString()); // 54740991
console.log(typeof params.largeNum); // bigint

Lembrando de escolher um formato que não gere ambiguidades (por exemplo, se tiver outras strings que comecem com BigInt:: mas que depois não tenha um número, dará problemas e terá que escolher outro prefixo, ou ajustar a função para tratar estes casos).

Até porque a função usada no parse confia "cegamente" no formato usado em stringify. Em cenários controlados, nos quais você "sabe" exatamente que todas as strings contendo o prefixo são BigInt's, isso não é um problema. Caso contrário, terá que incluir o tratamento dos casos excepcionais.

Vale notar que startsWith não está disponível no IE, apesar de ter um suporte relativamente bom nos demais browsers. Se quiser mais compatibilidade, pode trocar por indexOf:

const params = JSON.parse(json, function(key, val) {
    // se a string começa com o prefixo, pega tudo depois dele
    if (typeof val === 'string' && val.indexOf('BigInt::') === 0) {
        return BigInt(val.substring(8));
    }
    return val;
});

Por fim, analisando de forma mais geral, o formato JSON (sim, é um formato de dados, não é algo exclusivo do JavaScript) é agnóstico com relação aos tipos de cada linguagem. Na definição do formato só existe number (literais numéricos, como 42, 1.25 ou 3e19), e cada linguagem mapeia-os para seus respectivos tipos.

Quando os literais não são suficientes, outra opção passa a ser usar strings em um formato específico - como é feito, por exemplo, com datas: geralmente a data é convertida para um formato específico, e fica a cargo de cada parser saber interpretá-lo corretamente (daí podem surgir aberrações como essa).

No caso do BigInt, o problema é similar. Os literais numéricos do formato JSON acabam sendo interpretados como o Number do JavaScript. Só que valores acima de Number.MAX_SAFE_INTEGER acabam dando problema:

const n = JSON.parse('111111111111111111111111111111111111111');
console.log(typeof n); // number
// mas o valor lido não é exatamente o que foi parseado
console.log(n.toLocaleString('pt-BR')); // 111.111.111.111.111.100.000.000.000.000.000.000.000

Então uma forma de resolver seria de fato criar a string em um formato específico que indique que o conteúdo deve ser interpretado como BigInt (como feito acima). Ou então tratar qualquer string que contenha números como BigInt.


Mas talvez não precise de tudo isso...

Eu sugiro dar um passo atrás e avaliar se precisa mesmo de um JSON. Acredito que está usando JSON porque esses dados devem ser enviados para outro lugar (outra aplicação/sistema). Se esse outro lugar "exige" que você mande um JSON e "não pode" mudar, aí não tem muito jeito. Mas se puder mudar, talvez seja interessante considerar outras alternativas.

Por que não mandar os valores diretamente? Se for uma requisição HTTP, poderia ser na própria query string, por exemplo:

http://url.com/api?valorBigInteger=123456789012345678901234567890

E aí você manda o valor usando valorBigInteger.toString(), e o lado que recebe trata a string da maneira que achar melhor (cada linguagem terá seus tipos numéricos mais adequados para cada caso).

Aliás, o lado que recebe o JSON também é em JavaScript? Se for, precisa que seja sempre BigInt (valores menores que Number.MAX_SAFE_INTEGER não poderiam ser Number)? Criar uma string com um formato customizado seria necessário somente se o lado que recebe os dados precisa de fato de um BigInt (ou de um tipo similar na linguagem utilizada) e quer diferenciá-lo de outros tipos numéricos.

Caso contrário, mandar os dados separadamente e tratá-los um a um me parece o mais adequado. Ainda usando o exemplo acima da query string, a aplicação que recebe os dados sabe que determinado parâmetro deve ser convertido para um BigInt (ou seja lá qual o tipo equivalente na linguagem do backend), pois este é o tipo esperado para aquele dado - assim nem precisaria customizar a serialização do JSON.

Mas novamente, se o lado que recebe "exige" que seja enviado um JSON e "precisa" que seja um BigInt (e você não tem controle sobre ele), aí não tem muito jeito mesmo. Mas se puder mudá-lo, considere outras alternativas.

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  • 1
    +1 Obriago pela resposta. Usar o prototype foi uma soluçao bem interessante, não tinha pensado nisso. Acho que nesse seu exemplo, usar regex se torna dispensável porque na outra resposta, a regex era por questao de seguranca para garantir que a string possuia apenas numeros. Inclusive a funcao de parse ficou até mais simples.... Commented 2/09/2021 às 12:50
  • 1
    @CmteCardeal Vale lembrar que a função de parse confia cegamente no formato (ela assume que o JSON sempre virá com o prefixo correto e tal). Se for um cenário controlado e vc sabe que o prefixo é gerado corretamente, não tem problema. Caso contrário, ela teria que tratar os casos de erro, e aí varia conforme cada caso...
    – hkotsubo
    Commented 2/09/2021 às 12:56
  • Sim, bem notado, teria que ter um padrão para o caso. Eu até clarifiquei essa parte do seu código usando um PREFIX , para algo como const PREFIX = 'BigInt::' ai em val.substring eu usaria BigInt(val.substring(PREFIX.length)). Commented 2/09/2021 às 13:01
  • 4
    "se o lado que recebe "exige" que seja enviado um JSON e "precisa" que seja um BigInt, aí não tem muito jeito mesmo" é bem "se" mesmo. Se a pessoa tem controle dos dois lados, usar um formato verboso como JSON me parece um pouco... limitado... por assim dizer.
    – Largato
    Commented 3/09/2021 às 0:45

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