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位运算符在JS中的妙用

  • 所有 JavaScript 数字存储为根为10的64(8比特)浮点数。JavaScript不是类型语言。与许多其他编程语言不同,JavaScript不定义不同类型的数字,比如整数、短、长、浮点等等。
  • 整数精度(不使用小数点或指数计数法)最多为15位。小数精度的最大位数是17,但是浮点运算并不总是100% 准确。
  • 位运算直接对二进制位进行计算,位运算直接处理每一个比特位,是非常底层的运算,好处是速度极快,缺点是很不直观,许多场合不能够使用。
  • 位运算只对整数起作用,如果一个运算数不是整数,会自动转为整数后再运行。
  • 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。

JS中常用的7个位运算符

1. 按位与(AND) &

&以特定的方式组合操作二进制数中对应的位,如果对应的位都为1,那么结果就是1, 如果任意一个位是0 则结果就是0。

// 1的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000001
// 3的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000011
// -----------------------------
// 1的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000001
console.log(1 & 3)     // 1
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2. 按位或(OR) |

| 运算符跟 & 的区别在于如果对应的位中任一个操作数为1 那么结果就是1。

// 1的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000001
// 3的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000011
// -----------------------------
// 3的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000011
console.log(1 | 3)     // 3
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3. 按位异或(XOR) ^

^ 如果对应两个操作位有且仅有一个1时结果为1,其他都是0。

// 1的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000001
// 3的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000011
// -----------------------------
// 2的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000010
console.log(1 ^ 3)     // 2
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4. 按位非(NOT) ~

~ 运算符是对位求反,1变0, 0变1,也就是求二进制的反码。

// 1的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000001
// 3的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000011
// -----------------------------
// 1反码二进制表示: 11111111 11111111 11111111 11111110
// 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。
// -----------------------------
// 1的反码减1:     11111111 11111111 11111111 11111101
// 反码取反:       00000000 00000000 00000000 00000010
// 表示为10进制加负号:-2
console.log(~ 1)     // -2
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  • 简单记忆:一个数与自身的取反值相加等于-1

5. 左移(Left shift)<<

<<运算符使指定值的二进制数所有位都左移指定次数,其移动规则:丢弃高位,低位补0即按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数,高位移出(舍弃),低位的空位补零。

// 1的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000001
// -----------------------------
// 2的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000010
console.log(1 << 1)     // 2
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6. 有符号右移>>

>>该操作符会将指定操作数的二进制位向右移动指定的位数。向右被移出的位被丢弃,拷贝最左侧的位以填充左侧。由于新的最左侧的位总是和以前相同,符号位没有被改变。所以被称作“符号传播”。

// 1的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000001
// -----------------------------
// 0的二进制表示为: 00000000 00000000 00000000 00000000
console.log(1 >> 1)     // 0
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7. 无符号右移>>>

>>>该操作符会将第一个操作数向右移动指定的位数。向右被移出的位被丢弃,左侧用0填充。因为符号位变成了 0,所以结果总是非负的。(译注:即便右移 0 个比特,结果也是非负的。)

对于非负数,有符号右移和无符号右移总是返回相同的结果。例如, 9 >>> 2 得到 2 和 9 >> 2 相同。

位运算符在js中的妙用

  1. 使用&运算符判断一个数的奇偶
// 偶数 & 1 = 0
// 奇数 & 1 = 1
console.log(2 & 1)    // 0
console.log(3 & 1)    // 1
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  1. 使用~, >>, <<, >>>, |来取整
console.log(~~ 6.83)    // 6
console.log(6.83 >> 0)  // 6
console.log(6.83 << 0)  // 6
console.log(6.83 | 0)   // 6
// >>>不可对负数取整
console.log(6.83 >>> 0)   // 6
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  1. 使用^来完成值交换
var a = 5
var b = 8
a ^= b
b ^= a
a ^= b
console.log(a)   // 8
console.log(b)   // 5
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  1. 使用&, >>, |来完成rgb值和16进制颜色值之间的转换
/**
 * 16进制颜色值转RGB
 * @param  {String} hex 16进制颜色字符串
 * @return {String}     RGB颜色字符串
 */
  function hexToRGB(hex) {
    var hexx = hex.replace('#', '0x')
    var r = hexx >> 16
    var g = hexx >> 8 & 0xff
    var b = hexx & 0xff
    return `rgb(${r}, ${g}, ${b})`
}

/**
 * RGB颜色转16进制颜色
 * @param  {String} rgb RGB进制颜色字符串
 * @return {String}     16进制颜色字符串
 */
function RGBToHex(rgb) {
    var rgbArr = rgb.split(/[^\d]+/)
    var color = rgbArr[1]<<16 | rgbArr[2]<<8 | rgbArr[3]
    return '#'+ color.toString(16)
}
// -------------------------------------------------
hexToRGB('#ffffff')               // 'rgb(255,255,255)'
RGBToHex('rgb(255,255,255)')      // '#ffffff'
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参考

  1. https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/Bitwise_Operators
  2. http://javascript.ruanyifeng.com/grammar/operator.html
  3. http://www.w3school.com.cn/js/js_obj_number.asp
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