javascript运算符——位运算符

前面的口舌

  各类运算符是非常底层的演算,由于那个十分不直观,所以并无常用。但是,其速度极其快,且客观利用能落得充分好之效益。本文将介绍javascript中经常吃忽略的运算符——位运算符

 

第二上制表示

  ECMAScript中之富有数值还归因于IEEE-754
64各格式存储,但各操作符并无直操作64员之值,而是以32号带符号的平头进行演算的,并且返回值也是一个32各项带符号的整数

  这种位数转换使得以对特殊的NaN和Infinity值应用位操作时,这有限独价值都见面受当成0来处理

  如果对非数值应用位操作符,会先使用Number()将该值转换成数值还以位操作,得到的结果是一个数值

//'|'表示按位或,一个整数与0按位或运算可以得到它本身,一个小数与0按位或运算可以得到取整效果
console.log( 1.3 | 0);//1
console.log( 1.8 | 0);//1
console.log( Infinity | 0);//0
console.log( -Infinity | 0);//0
console.log( NaN | 0);//0
console.log('12px' | 0);//0
console.log('12' | 0);//12

  有号整数使用32各项被的前31各代表整数数价,用第32位表示整数符号,0意味正数,1表示负数。表示符号的位叫做符号位,符号位的值决定了其他各项数值的格式。其中,正数以纯二上制格式存储,31员受到之各一样位还意味2底挂。第一各类(叫做位0)表示2之0次,第二各项代表2底1涂鸦,以此类推。没有利用的各项以0填充,即忽略不计

  例如,数值18之二进制表示是00000000000000000000000000010010,或者重新精简的10010。这是5个有效位,这5员我就是控制了实际的价

console.log((18).toString(2));//"10010"
console.log(0b00000000000000000000000000010010);//18

  负数同样因为二进制存储,但使用的格式是二进制补码。计算一个数值的二进制补码,需要经过下列3单步骤:

  【1】求之数值绝对值的二进制码

  【2】求其次进制反码,即将0替换成1,将1交替成0

  【3】得到的二进制反码加1

  例如,要规定-18底二进制表示,首先得得18之二进制表示,如下所示:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010

  接下去,计算二进制反码,如下所示:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101

  最后,在二进制反码上加 1,如下所示:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101
                                      1
---------------------------------------
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110

  因此,-18 的二进制表示即 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110

  ECMAScript会尽力为我们隐藏所有这些信,在盖老二进制字符串形式出口一个负数时,我们看看的光是是负数绝对值的二进制码前面加上了一个负号

var num = -18;
console.log(num.toString(2));//'-10010'

  个运算符可以开展7栽运算,包括按照位非(NOT)、按号和(AND)、按各或(OR)、按位异或(XOR)、左移、有号右变和无符号右变

 

按位非(NOT)

  按位非操作符由一个波浪线(~)表示,执行准位非的结果就是是回到数值的反码。其实质是操作数的负值减1

var num1 = 25;
var num2 = ~num1;
console.log(num2);//-26

  对一个平头点滴破以位非,可以赢得她自己;对一个小数两赖以位非,可以收获取整效果

console.log(~~3);//3
console.log(~~3.1);//3
console.log(~~3.9);//3

 

按位与(AND)

  按位与操作符由一个跟号符号(&)表示,它来星星点点独操作符数。从实质上摆,按各与操作就是用简单只数值的各个一样位对旅,然后根据下表中的条条框框,对平位置及的有数独数执行AND操作

第一个数值的位        第二个数值的位         结果
1                        1                1
1                        0                0
0                        1                0
0                        0                0

  按位与操作只有当个别只数值的照应位还是1时才返回1,任何一样各类是0,结果都是0

var iResult = 25 & 3;
console.log(iResult);//"1"

//分析如下
 25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001
  3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
---------------------------------------------
AND = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

 

按位或(OR)

  按位或操作符由一个竖线符号(|)表示,同样也有些许独操作数,按号还是操作以下面这个真值表

第一个数值的位        第二个数值的位         结果
1                        1                1
1                        0                1
0                        1                1
0                        0                0

  按位或操作以来一个员是1之情景下便回1,而只有以有限独各还是0的气象下才回来回0

var iResult = 25 | 3;
console.log(iResult);//"27"

//分析如下
25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001
 3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
--------------------------------------------
OR = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1011

  一个整数与0按位或运算可以得到它本身,一个小数与0按位或运算可以得到取整效果

console.log(3.1 | 0);//3
console.log(3.9 | 0);//3

 

随位异或(XOR)

  按位异或操作符由一个安插符号(^)表示,也时有发生点儿只操作数。以下是本位异或的真值表

第一个数值的位        第二个数值的位         结果
1                        1                0
1                        0                1
0                        1                1
0                        0                0

  按位异或的星星点点只数值相同时返回0,不同时返回1

var iResult = 25 ^ 3;
console.log(iResult);//"26"

//分析如下
 25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001
  3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
---------------------------------------------
XOR = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1010

  “异或运算”有一个奇运用,连续对少独数a和b进行三糟不同或运算,aˆ=b,
bˆ=a,
aˆ=b,可以换它们的价值。这意味着,使用“异或运算”可以在非引入临时变量的前提下,互换两独变量的值

var a=10,b=9;
a ^= b, b ^= a, a ^= b;
console.log(a,b);//9,10

//分析如下
  a = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
  b = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
---------------------------------------------
 a1 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

 a1 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 
  b = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
---------------------------------------------
 b1 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

 b1 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 
 a1 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 
---------------------------------------------
 a2 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
//a=a2=10;b=b1=9

  一个整数与0按位异或可维持其本身,一个小数与0按位异或可取整

console.log(3.1 ^ 0);//3
console.log(3.9 ^ 0);//3

 

左移

  左移操作符由少独低于声泪俱下(<<)表示,这个操作符会将数值的备位为左移动指定的位数

  例如,如果以数值2(二进制码为10)向左移动5各,结果虽是64(1000000)

var oldValue = 2;
var newValue = oldValue<<5;
console.log(newValue);//64

  左移不会见影响操作数的号子位。换句话说,如果将-2通往左移动5各项,结果以是-64

var oldValue = -2;
var newValue = oldValue<<5;
console.log(newValue);//-64

  左移0个可兑现取整效果

console.log(3.1 << 0);//3
console.log(3.9 << 0);//3

 

生记号右变

  有记号的右移操作符由简单只高于哀号(>>)表示,这个操作符会将数值为右侧走,但保留符号各类(即正负号标记)。有标志的右移操作以及左移操作正好相反,即如果用64奔右侧走5位,结果将移回2

var oldValue = 64;
var newValue = oldValue>>5;
console.log(newValue);//2

  同样,在移动过程被,原数值中也会见并发空位。只不过这次的空位出现于原数值的左手、符号位之右手。而此时ECMAScript会因此符号位之价来填充有空位,以便赢得一个整体的价值

  右变可以模拟2的整除运算

console.log(5>>1);//2
console.log(15>>1);//7

 

无符号右变

  无符号右移操作符由3独过声泪俱下(>>>)表示,这个操作符会将数值的享有32各类还为右侧走。对正数来说,无符号右变的结果以及出号子右变相同。仍因前面有号右变啊就,如果以64随便标志右变5各项,结果还是是2

var oldValue = 64;
var newValue = oldValue>>>5;
console.log(newValue);//2

  但是,对负数就不等同了。首先,无符号右移是以0来填充空位,而休是比如说有记号右变那样为符号位之价来填充空位。所以,对正数的无符号右变与生号右变结果一律,但针对负数的结果就是差了。其次,无符号右移操作符会把负数的二进制码当成正数的二进制码。而且,由于负数以该绝对值的二进制补码形式表示,因此就见面促成无符号右变后的结果大之死

var oldValue = -64;
var newValue = oldValue>>>5;
console.log(newValue)//134217726

  要确定-64之二进制表示,首先要获得64底二进制表示,如下所示:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0000

  接下去,计算二进制反码,如下所示:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 1111

  最后,在二进制反码上加 1,如下所示

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 1111
                                      1
---------------------------------------
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000

  向右侧走5各后,如下所示:

0000 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1110

console.log(0b00000111111111111111111111111110);//134217726

 

大面积应用

【1】乘法运算

  以左移(<<)来实现乘法运算

console.log(2 << 1);//4
console.log(3 << 1);//6
console.log(4 << 1);//8

【2】除法运算

  用来号子右移(>>)来模拟2的整除运算

console.log(2 >> 1);//1
console.log(5 >> 1);//2
console.log(8 >> 1);//4
console.log(9 >> 1);//4

【3】值互换

  以异或操作(^)可以实现值互换的功力

var a=10,b=9;
a ^= b, b ^= a, a ^= b;
console.log(a,b);//9,10

【4】小数取整

  以取得鲜次按照位非、与0按个还是、与0按位异或、左移0号、右移0号都好实现小数取整效果

console.log(~~3.1);//3
console.log(3.1|0);//3
console.log(3.1^0);//3
console.log(3.1<<0);//3
console.log(3.1>>0);//3

【5】开关

  个运算符可以视作设置对象属性的开关。假定某个对象有四独开关,每个开关还是一个变量。那么,可以安装一个季各之次进制数,它的每个位对应一个开关

var FLAG_A = 1; // 0001
var FLAG_B = 2; // 0010
var FLAG_C = 4; // 0100
var FLAG_D = 8; // 1000

  上面代码设置A、B、C、D四独开关,每个开关分别占一个二进制位

  现在一旦需要开辟ABD三独开关,我们得组织一个掩码变量

var mask = FLAG_A | FLAG_B | FLAG_D;
// 0001 | 0010 | 1000 => 1011

  上面代码对ABD三只变量进行“或运算”,得到掩码值为二进制的1011

//“或运算”可以确保打开指定的开关
flags = flags | mask;

//“与运算”可以将当前设置中凡是与开关设置不一样的项,全部关闭
flags = flags & mask;

//“异或运算”可以切换(toggle)当前设置,即第一次执行可以得到当前设置的相反值,再执行一次又得到原来的值
flags = flags ^ mask;

//“否运算”可以翻转当前设置,即原设置为0,运算后变为1;原设置为1,运算后变为0
flags = ~flags;

 

参考资料

【1】 ES5/员运算移位运算符
https://www.w3.org/html/ig/zh/wiki/ES5/expressions
【2】 阮一峰Javascript标准参照教程——运算符
http://javascript.ruanyifeng.com/grammar/operator.html#toc16
【3】《javascript权威指南(第6本子)》第4章节 表达式和运算符
【4】《javascript高级程序设计(第3本子)》 第3段 基本概念