js 操作符 —— 位操作符詳解

来源:https://www.cnblogs.com/leng12/archive/2023/03/02/17172055.html
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這篇文章不講一元運算符,也就是 + 、-、 *、 /、 =、 ||、 &&、 !這些。 位運算符是在數字底層(即表示數字的32個數位)進行操作的。 有符號整數使用 32 位的前 31 位表示整數值。第 32 位表示數值的符號,如 0 表示正,1 表示負。這一位稱為符號位。 正值以真正的二進位格式存儲 ...


這篇文章不講一元運算符,也就是 + 、-、 *、 /、 =、 ||、 &&、 !這些。

位運算符是在數字底層(即表示數字的32個數位)進行操作的。

有符號整數使用 32 位的前 31 位表示整數值。第 32 位表示數值的符號,如 0 表示正,1 表示負。這一位稱為符號位。

正值以真正的二進位格式存儲,即 31位中的每一位都代表 2 的冪。第一位(稱為第 0 位)表示 2的0次冪,第二位表示 2的1次冪,依此類推。如果一個位是空的,則以0填充,相當於忽略不計。比如,數值18的二進位格式為00000000000000000000000000010010,或更精簡的 10010。後者是用到的 5 個有效位,決定了實際的值。

 

 

負值以一種稱為二補數(或補碼)的二進位編碼存儲。一個數值的二補數通過如下 3 個步驟計算得到:

(1) 確定絕對值的二進位表示(如,對於-18,先確定 18 的二進位表示);
(2) 找到數值的一補數(或反碼),換句話說,就是每個 0 都變成 1,每個 1 都變成 0;
(3) 給結果加 1。

基於上述步驟確定-18 的二進位表示,首先從 18 的二進位表示開始
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010
然後,計算一補數,即反轉每一位的二進位值:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101 
最後,給一補數加 11111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101 
                                      1 
---------------------------------------
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110 

所以,-18 的二進位表示就是 11111111111111111111111111101110。

1. 按位非(~)
(~)是返回數值的一補數。

let num1 = 25;      // 二進位 00000000000000000000000000011001 
let num2 = ~num1;   // 二進位 11111111111111111111111111100110 
console.log(num2);  // -26 

可以看出,(~)可以當做是這個數的絕對值取反減1的二進位數;
*** 小技巧: 對一個小數兩次按位非,可以得到取整效果。

console.log(~~2.5); // 2

2. 按位與(&)
按位與操作符用和號(&)表示,有兩個操作數。本質上,按位與就是將兩個數的每一個位對齊,然後基於真值表中的規則,對每一位執行相應的與操作。
tips: 是轉化成二進位的對應位數下的值是否一致;
let result = 25 & 3; 
console.log(result); // 1

25 和 3 的按位與操作的結果是 1。為什麼呢?看下麵的二進位計算過程:
25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001 
 3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 
--------------------------------------------- 
 & = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 
 
如上所示,25 和 3 的二進位表示中,只有第 0 位上的兩個數都是 1。於是結果數值的所有其他位都會以 0 填充,因此結果就是 1。

*** 小技巧:和1進行按位&操作來判斷其奇偶性,比如 num&1,若為1,則num是奇數;若為0,則num是偶數。

3. 按位或(|)
按位或操作符用管道符(|)表示,同樣有兩個操作數。按位或操作在至少一位是 1 時返回 1,兩位都是 0 時返回 0。
let result = 25 | 3; 
console.log(result); // 27 

可見 25 和 3 的按位或操作的結果是 27:

 25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001 
  3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 
--------------------------------------------- 
 | = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1011 
在參與計算的兩個數中,有 4 位都是 1,因此它們直接對應到結果上。二進位碼 11011 等於 27。
4. 按位異或(^)
按位異或用脫字元(^)表示,同樣有兩個操作數。
按位異或與按位或的區別是,它只在一位上是 1 的時候返回 1(兩位都是 1 或 0,則返回 0)。
let result = 25 ^ 3; 
console.log(result); // 26 
可見,25 和 3 的按位異或操作結果為 26,如下所示:
 25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001 
  3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 
--------------------------------------------- 
  ^ = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1010 
兩個數在 4 位上都是 1,但兩個數的第 0 位都是 1,因此那一位在結果中就變成了 0。其餘位上的 1
在另一個數上沒有對應的 1,因此會直接傳遞到結果中。二進位碼 11010 等於 26。

  

5. 左移(<<)
左移操作符用兩個小於號(<<)表示,會按照指定的位數將數值的所有位向左移動。比如,如果數值 2(二進位 10)向左移 5 位,就會得到 64(二進位 1000000)

 

左移會保留它所操作數值的符號。比如,如果-2 左移 5 位,將得到-64,而不是正 64。

 

6. 有符號右移(>>)
有符號右移由兩個大於號(>>)表示,會將數值的所有 32 位都向右移,同時保留符號(正或負)。有符號右移實際上是左移的逆運算。比如,如果將 64 右移 5 位,那就是 2。

 

 7. 無符號右移(>>>)

無符號右移用 3 個大於號表示(>>>),會將數值的所有 32 位都向右移。
對於正數:無符號右移與有符號右移結果相同。仍然以前面有符號右移的例子為例,64 向右移動 5 位,會變成 2。
對於負數:因為負數是其絕對值的二補數,所以右移之後結果變得非常之大。

let num= -64; // 等於二進位 11111111111111111111111111000000 
let result = num >>> 5; // 等於十進位 134217726 

 小技巧:
使用兩個嘆號(!!),相當於調用了轉型函數Boolean()。
指數操作符(**):ECMAScript 7 新增了指數操作符,Math.pow()現在有了自己的操作符**

##  雙非 !!
console.log(!!"blue"); // true 
console.log(!!0); // false 
console.log(!!NaN); // false 
console.log(!!""); // false 
console.log(!!12345); // true

##  指數操作符**
Math.pow(3, 2); // 3的平方: 9
3 ** 2; // 3的平方: 9
3 ** 3; // 3的三次方: 27

  


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