js中的位運算


我們可能很少在編程中用位運算,如果沒深入學習,可能也很難理解。平時的數值運算,其實是要先轉換成二進制再進行運算的,而位運算就是直接進行二進制運算,所以位運算的執行效率肯定是更高的。下面通過一些實例來加深對位運算的理解。

按位與(&)

&&運算符我們都知道,只有兩個都為真,結果才為真。&道理是一樣的,只有兩個數的值為1時,才返回1。例如1和3的按位與操作:

                    0001 & 0011 --------- 0001

只有對應的數為1時,結果才為1,其他都為0。
判斷一個數是奇數還是偶數,我們會用求余數來判斷:

function assert(n) { if (n % 2 === 1) { console.log("n是奇數"); } else { console.log("n是偶數"); } } assert(3); // "n是奇數"

我們也可以用一個數和1進行按位&操作來判斷,而且速度更快:

function assert(n) { if (n & 1) { console.log("n是奇數"); } else { console.log("n是偶數"); } } assert(3); // "n是奇數"

下面是位運算過程:

                 1 = 0001 3 = 0011 -------- & = 0001

奇數的二進制碼的最后一位數肯定是1,而1只有最后一位為1,按位&操作之后,結果肯定只有最后一位數為1。而偶數的二進制表示的最后一位數是0,和1進行按位&操作,結果所有位數都為0。

按位或(|)

|與||操作符的道理也是一樣的,只要兩個數中有一個數為1,結果就為1,其他則為0。

                        0001 | 0011 --------- 0011

對浮點數向下求整,我們會用下面的方法:

var num = Math.floor(1.1); // 1

我們也可以用位運算來求整:

var num = 1.1 | 0; // 1

其實浮點數是不支持位運算的,所以會先把1.1轉成整數1再進行位運算,就好像是對浮點數向下求整。所以1|0的結果就是1。

按位非(~)

按位非就是求二進制的反碼:

var num = 1; // 二進制 00000000000000000000000000000001 var num1 = ~num; // 二進制 11111111111111111111111111111110

我們知道,js中的數字默認是有符號的。有符號的32位二進制的最高位也就是第一位數字代表着正負,1代表負數,0代表整數。那到底11111111111111111111111111111110等於多少呢?最高位為1代表負數,負數的二進制轉化為十進制:符號位不變,其他位取反加1。取反之后為10000000000000000000000000000001,加1之后為10000000000000000000000000000010,十進制為-2。

按位異或(^)

按位異或是兩個數中只有一個1時返回1,其他情況返回0。

                        0001 ^ 0011 --------- 0010

數字與數字本身按位異或操作得到的是0,因為每兩個對應的數字都相同,所以最后返回的都是0。

我們經常會需要調換兩個數字的值:

var num1 = 1, num2 = 2, temp;
temp = num1;
num1 = num2; // 2
num2 = temp; // 1

如果裝逼一點的話,可以這樣:

var num1 = 1, num2 = 2;
num1 = [num2, num2 = num1][0]; console.log(num1); // 2 console.log(num2); // 1

如果想再裝的穩一點的話,可以這樣:

var num1 = 1, num2 = 2; num1 ^= num2; // num1 = num1 ^ num2 = 1 ^ 2 = 3 num2 ^= num1; // num2 = num2 ^ (num1 ^ num2) = 2 ^ (1 ^ 2) = 1 num1 ^= num2; // num1 = num1 ^ num2 = 3 ^ 1 = 2 console.log(num1); // 2 console.log(num2); // 1

有符號左移(<<)

有符號左移會將32位二進制數的所有位向左移動指定位數。如:

var num = 2; // 二進制10 num = num << 5; // 二進制1000000,十進制64

如果要求2的n次方,可以這樣:

function power(n) { return 1 << n; } power(5); // 32

1的二進制是01,左移5位就是0100000,十進制就是2的5次方32。

有符號右移(>>)

有符號右移會將32位二進制數的所有位向右移動指定位數。如:

var num = 64; // 二進制1000000 num = num >> 5; // 二進制10,十進制2

求一個數的二分之一:

var num = 64 >> 1; // 32

有符號左移與右移不會影響符號位。

無符號右移(>>>)

正數的無符號右移與有符號右移結果是一樣的。負數的無符號右移會把符號位也一起移動,而且無符號右移會把負數的二進制碼當成正數的二進制碼:

var num = -64; // 11111111111111111111111111000000 num = num >>> 5; // 134217726

所以,我們可以利用無符號右移來判斷一個數的正負:

function isPos(n) { return (n === (n >>> 0)) ? true : false; } isPos(-1); // false isPos(1); // true

-1>>>0雖然沒有向右移動位數,但-1的二進制碼已經變成了正數的二進制碼:

11111111111111111111111111111111 

所以-1>>>0的值為4294967295。

~~用來取整

~~3.5    3

~~-2.6   -2

 


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