365体育备用网址报道ECMAScript 位运算符_365体育备用网址官网资讯

位运算符是在数字底层(即表示数字的 32 个数位)进行操作的。

重温整数

ECMAScript 整数有两种类型,即有符号整数(同意用正数和负数)和无符号整数(只同意用正数)。在 ECMAScript 中,一切整数字面量默认都是有符号整数,这意味着什么呢?

有符号整数使用 31 位表示整数的数值,用第 32 位表示整数的符号,0 表示正数,1 表示负数。数值范围从 -2147483648 到 2147483647。

能够以两种不同的方式存储二进制形式的有符号整数,一种用于存储正数,一种用于存储负数。正数是以真二进制形式存储的,前 31 位中的每一位都表示 2 的幂,从第 1 位(位 0)开头,表示 20,第 2 位(位 1)表示 21。没用到的位用 0 填充,即疏忽不计。例如,下图展示的是数 18 的表示法。

32 位二进制表示的有符号整数

18 的二进制版本只用了前 5 位,它们是这个数字的有效位。把数字转换成二进制字符串,就能看到有效位:

var iNum = 18;
alert(iNum.toString(2));	//输出 "10010"

这段代码只输出 "10010",而不是 18 的 32 位表示。其余的数位并不重要,因为仅使用前 5 位即可确定这个十进制数值。如下图所示:

5 位二进制表示的整数 18

负数也存储为二进制代码,不过采纳的形式是二进制补码。计算数字二进制补码的步骤有三步:

  1. 确定该数字的非负版本的二进制表示(例如,要计算 -18的二进制补码,首先要确定 18 的二进制表示)
  2. 求得二进制反码,即要把 0 替换为 1,把 1 替换为 0
  3. 在二进制反码上加 1

要确定 -18 的二进制表示,首先必须得到 18 的二进制表示,如下所示:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010

接下来,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。记住,在处置有符号整数时,开拓者不能访问 31 位。

有趣的是,把负整数转换成二进制字符串后,ECMAScript 并不以二进制补码的形式显示,而是用数字绝对值的标准二进制代码前面加负号的形式输出。例如:

var iNum = -18;
alert(iNum.toString(2));	//输出 "-10010"

这段代码输出的是 "-10010",而非二进制补码,这是为幸免访问位 31。为了简便,ECMAScript 用一种简单的方式处置整数,使得开拓者不必关怀它们的用法。

另一方面,无符号整数把最后一位作为另一个数位处置。在这种模式中,第 32 位不表示数字的符号,而是值 231。由于这个额外的位,无符号整数的数值范围为 0 到 4294967295。对于小于 2147483647 的整数来说,无符号整数看来与有符号整数一样,而大于 2147483647 的整数则要使用位 31(在有符号整数中,这一位总是 0)。

把无符号整数转换成字符串后,只返回它们的有效位。

注意:一切整数字面量都默认存储为有符号整数。只有 ECMAScript 的位运算符才能创建无符号整数。

位运算 NOT

位运算 NOT 由否定号(~)表示,它是 ECMAScript 中为数不多的与二进制算术有关的运算符之一。

位运算 NOT 是三步的处置进程:

  1. 把运算数转换成 32 位数字
  2. 把二进制数转换成它的二进制反码
  3. 把二进制数转换成浮点数

例如:

var iNum1 = 25;		//25 等于 00000000000000000000000000011001
var iNum2 = ~iNum1;	//转换为 11111111111111111111111111100110
alert(iNum2);		//输出 "-26"

位运算 NOT 实质上是对数字求负,然后减 1,因此 25 变 -26。用下面的方法也能够得到同样的方法:

var iNum1 = 25;
var iNum2 = -iNum1 -1;
alert(iNum2);	//输出 -26

位运算 AND

位运算 AND 由和号(&)表示,直接对数字的二进制形式进行运算。它把每个数字中的数位对齐,然后用下面的规则对同一地位上的两个数位进行 AND 运算:

第一个数字中的数位 第二个数字中的数位 结果
1 1 1
1 0 0
0 1 0
0 0 0

例如,要对数字 25 和 3 进行 AND 运算,代码如下所示:

var iResult = 25 & 3;
alert(iResult);	//输出 "1"

25 和 3 进行 AND 运算的结果是 1。365体育备用网址?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

能够看出,在 25 和 3 中,只有一个数位(位 0)存放的都是 1,因此,其余数位生成的都是 0,所以结果为 1。

位运算 OR

位运算 OR 由符号(|)表示,也是直接对数字的二进制形式进行运算。在计算每位时,OR 运算符采纳下列规则:

第一个数字中的数位 第二个数字中的数位 结果
1 1 1
1 0 1
0 1 1
0 0 0

依旧使用 AND 运算符所用的例子,对 25 和 3 进行 OR 运算,代码如下:

var iResult = 25 | 3;
alert(iResult);	//输出 "27"

25 和 3 进行 OR 运算的结果是 27:

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

能够看出,在两个数字中,共有 4 个数位存放的是 1,这些数位被传递给结果。二进制代码 11011 等于 27。

位运算 XOR

位运算 XOR 由符号(^)表示,当然,也是直接对二进制形式进行运算。XOR 不同于 OR,当只有一个数位存放的是 1 时,它才返回 1。真值表如下:

第一个数字中的数位 第二个数字中的数位 结果
1 1 0
1 0 1
0 1 1
0 0 0

对 25 和 3 进行 XOR 运算,代码如下:

var iResult = 25 ^ 3;
alert(iResult);	//输出 "26"

25 和 3 进行 XOR 运算的结果是 26:

 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

能够看出,在两个数字中,共有 4 个数位存放的是 1,这些数位被传递给结果。二进制代码 11010 等于 26。

左移运算

左移运算由两个小于号表示(<<)。它把数字中的一切数位向左移动指定的数量。例如,把数字 2(等于二进制中的 10)左移 5 位,结果为 64(等于二进制中的 1000000):

var iOld = 2;		//等于二进制 10
var iNew = iOld << 5;	//等于二进制 1000000 十进制 64

注意:在左移数位时,数字右边多出 5 个空位。左移运算用 0 填充这些空位,使结果成为完整的 32 位数字。

数字 2 进行左移运算

注意:左移运算保留数字的符号位。例如,如果把 -2 左移 5 位,得到的是 -64,而不是 64。“符号依旧存储在第 32 位中吗?”是的,不过这在 ECMAScript 后台进行,开拓者不能直接访问第 32 个数位。即使输出二进制字符串形式的负数,显示的也是负号形式(例如,-2 将显示 -10。)

有符号右移运算

有符号右移运算符由两个大于号表示(>>)。它把 32 位数字中的一切数位整体右移,同时保留该数的符号(正号或负号)。有符号右移运算符恰好与左移运算相反。例如,把 64 右移 5 位,将变为 2:

var iOld = 64;		//等于二进制 1000000
var iNew = iOld >> 5;	//等于二进制 10 十进制 2

同样,移动数位后会造成空位。这次,空位位于数字的左侧,但位于符号位之后。ECMAScript 用符号位的值填充这些空位,创建完整的数字,如下图所示:

数字 64 进行有符号右移运算

无符号右移运算

无符号右移运算符由三个大于号(>>>)表示,它将无符号 32 位数的一切数位整体右移。对于正数,无符号右移运算的结果与有符号右移运算一样。

用有符号右移运算中的例子,把 64 右移 5 位,将变为 2:

var iOld = 64;		//等于二进制 1000000
var iNew = iOld >>> 5;	//等于二进制 10 十进制 2

对于负数,情况就不同了。

无符号右移运算用 0 填充一切空位。对于正数,这与有符号右移运算的操作一样,而负数则被作为正数来处置。

由于无符号右移运算的结果是一个 32 位的正数,所以负数的无符号右移运算得到的总是一个非常大的数字。例如,如果把 -64 右移 5 位,将得到 134217726。如何得到这种结果的呢?

要实现这一点,需要把这个数字转换成无符号的等价形式(尽管该数字本身还是有符号的),能够通过以下代码获得这种形式:

var iUnsigned64 = -64 >>> 0;

然后,用 Number 类型的 toString() 猎取它的真正的位表示,采纳的基为 2:

alert(iUnsigned64.toString(2));

这将生成 11111111111111111111111111000000,即有符号整数 -64 的二进制补码表示,不过它等于无符号整数 4294967232。

出于这种原因,使用无符号右移运算符要小心。

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