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二进制操作符
二进制位运算符用于直接对二进制位进行计算,一共有7个。
序号 | 符号 | 名称 | 说明 |
---|---|---|---|
1 | ` | ` | 二进制或运算符(or) |
2 | & |
二进制与运算符(and) | 表示若两个二进制位都为1,则结果为1,否则为0。 |
3 | ~ |
二进制否运算符(not) | 表示对一个二进制位取反 |
4 | ^ |
异或运算符(xor) | 表示若两个二进制位不相同,则结果为1,否则为0。 |
5 | << |
左移运算符(left shift) | |
6 | >> |
右移运算符(right shift) | |
7 | >>> |
带符号位的右移运算符(zero filled right shift) |
- 位运算
这些位运算符直接处理每一个比特位(bit),所以是非常底层的运算,好处是速度极快,缺点是很不直观,许多场合不能使用它们,否则会使代码难以理解和查错。
- 将数转换为整数
位运算符只对整数起作用,如果一个运算子不是整数,会自动转为整数后再执行。另外,虽然在 JavaScript 内部,数值都是以 64 位浮点数的形式储存,但是做位运算的时候,是以 32 位带符号的整数进行运算的,并且返回值也是一个 32 位带符号的整数。
遇到小数时,会将小数部分舍去,只保留整数部分。
//将i(不管是整数或小数)转为32位整数。
i = i | 0;
二进制或运算符
二进制或运算符(|
)逐位比较两个运算子,
两个二进制位之中只要有一个为1,就返回1,否则返回0。
0 | 3 // 3
计算过程:
0(二进制 00)
3(二进制 11)
=3(11)
二进制与运算符
二进制与运算符(&
)的规则是逐位比较两个运算子,
两个二进制位之中只要有一个位为0,就返回0,否则返回1。
0 & 3 // 0
计算过程:
0(二进制 00)
3(二进制 11)
=0(00)
二进制否运算符
二进制否运算符(~
)将每个二进制位都变为相反值(0变为1,1变为0)。
它的返回结果有时比较难理解,因为涉及到计算机内部的数值表示机制。
~ 3 // -4
计算过程:
3(32 位形式 00000000000000000000000000000011)
=11111111111111111111111111111100 (~的结果)
由于第一位(符号位)是1,所以这个数是一个负数。
JavaScript 内部采用补码形式表示负数,即需要将这个数减去1,再取一次反,然后加上负号,才能得到这个负数对应的10进制值。
这个数减去1等于 11111111111111111111111111111011
,
再取一次反得到 00000000000000000000000000000100
,
再加上负号就是-4。
简化记忆:一个数与自身的取反值相加,等于-1。
~ -3 // 2
- 两次取反
对一个整数连续两次二进制否运算,得到它自身。
~~3 // 3
- 取整最快的方式
二进制否运算遇到小数时,也会将小数部分舍去,只保留整数部分。
所以,对一个小数连续进行两次二进制否运算,能达到取整效果。
~~2.9 // 2
~~47.11 // 47
~~1.9999 // 1
~~3 // 3
- 对字符串
对字符串进行二进制否运算,JavaScript 引擎会先调用 Number
函数,将字符串转为数值。
// 相当于~Number('011')
~'011' // -12
// 相当于~Number('42 cats')
~'42 cats' // -1
// 相当于~Number('0xcafebabe')
~'0xcafebabe' // 889275713
// 相当于~Number('deadbeef')
~'deadbeef' // -1
- 其他类型
// 相当于 ~Number([])
~[] // -1
// 相当于 ~Number(NaN)
~NaN // -1
// 相当于 ~Number(null)
~null // -1
异或运算符
异或运算(^
)在两个二进制位不同时返回1,相同时返回0。
0 ^ 3 // 3
计算过程:
0(二进制 00)
3(二进制 11)
=3(11)
- 互换两个数的值
“异或运算”有一个特殊运用,连续对两个数 a 和 b 进行三次异或运算,
a^=b; b^=a; a^=b; 可以互换它们的值。
var a = 10;
var b = 99;
a ^= b, b ^= a, a ^= b;
a // 99
b // 10
这是互换两个变量的值的最快方法。
左移运算符
左移运算符(<<
)表示将一个数的二进制值向左移动指定的位数,
尾部补 0,即乘以 2 的指定次方(最高位即符号位不参与移动)。
// 4 的二进制形式为100,
// 左移一位为1000(即十进制的8)
// 相当于乘以2的1次方
4 << 1
// 8
-4 << 1
// -8
计算过程:
-4(二进制:11111111111111111111111111111100)
=-8(11111111111111111111111111111000) //左移
- 左移 0 位的场景
如果左移0位,就相当于将该数值转为32位整数,等同于取整,对于正数和负数都有效。
13.5 << 0
// 13
-13.5 << 0
// -13
右移运算符
右移运算符(>>
)表示将一个数的二进制值向右移动指定的位数,头部补0
,即除以 2 的指定次方(最高位即符号位不参与移动)。
4 >> 1
// 2
/*
// 因为4的二进制形式为 00000000000000000000000000000100,
// 右移一位得到 00000000000000000000000000000010,
// 即为十进制的2
*/
-4 >> 1
// -2
/*
// 因为-4的二进制形式为 11111111111111111111111111111100,
// 右移一位,头部补1,得到 11111111111111111111111111111110,
// 即为十进制的-2
*/
- 可以模拟 2 的整除运算
21 >> 2
// 5
// 相当于 21 / 4 = 5
带符号位的右移运算符
带符号位的右移运算符(>>>
)表示将一个数的二进制形式向右移动,包括符号位也参与移动,头部补0
。
所以,该运算总是得到正值。
对于正数,该运算的结果与右移运算符(>>
)完全一致,区别主要在于负数。
4 >>> 1
// 2
-4 >>> 1
// 2147483646
/*
// 因为-4的二进制形式为11111111111111111111111111111100,
// 带符号位的右移一位,得到01111111111111111111111111111110,
// 即为十进制的2147483646。
*/
这个运算实际上将一个值转为 32 位无符号整数。
查看一个负整数在计算机内部的储存形式,最快的方法就是使用这个运算符。
-1 >>> 0 // 4294967295
上面代码表示,-1作为32位整数时,内部的储存形式使用无符号整数格式解读,
值为 4294967295(即(2^32)-1,等于11111111111111111111111111111111
)。
开关作用
位运算符可以用作设置对象属性的开关。
假定某个对象有四个开关,每个开关都是一个变量。
那么,可以设置一个四位的二进制数,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
- 是否打开了指定开关
var flags = 5; // 二进制的0101
if (flags & FLAG_C) {
// ...
}
// 0101 & 0100 => 0100 => true
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