我們可能很少在編程中用位運算,如果沒深入學(xué)習(xí),可能也很難理解。平時的數(shù)值運算,其實是要先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制再進(jìn)行運算的,而位運算就是直接進(jìn)行二進(jìn)制運算,所以位運算的執(zhí)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。
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按位與(&)
&&運算符我們都知道,只有兩個都為真,結(jié)果才為真。&道理是一樣的,只有兩個數(shù)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(yīng)的數(shù)為1時,結(jié)果才為1,其他都為0。
判斷一個數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù),我們會用求余數(shù)來判斷:
function assert(n) { if (n % 2 === 1) { console.log("n是奇數(shù)"); } else { console.log("n是偶數(shù)"); } } assert(3); // "n是奇數(shù)"
我們也可以用一個數(shù)和1進(jìn)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(shù)"); } else { console.log("n是偶數(shù)"); } } assert(3); // "n是奇數(shù)"
下面是位運算過程:
1 = 0001
3 = 0011
--------
& = 0001
奇數(shù)的二進(jìn)制碼的最后一位數(shù)肯定是1,而1只有最后一位為1,按位&操作之后,結(jié)果肯定只有最后一位數(shù)為1。而偶數(shù)的二進(jìn)制表示的最后一位數(shù)是0,和1進(jìn)行按位&操作,結(jié)果所有位數(shù)都為0。
按位或(|)
|與||操作符的道理也是一樣的,只要兩個數(shù)中有一個數(shù)為1,結(jié)果就為1,其他則為0。
0001
| 0011
---------
0011
對浮點數(shù)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(shù)是不支持位運算的,所以會先把1.1轉(zhuǎn)成整數(shù)1再進(jìn)行位運算,就好像是對浮點數(shù)向下求整。所以1|0的結(jié)果就是1。
按位非(~)
按位非就是求二進(jìn)制的反碼:
var num = 1; // 二進(jìn)制 00000000000000000000000000000001
var num1 = ~num; // 二進(jìn)制 11111111111111111111111111111110
我們知道,js中的數(shù)字默認(rèn)是有符號的。有符號的32位二進(jìn)制的最高位也就是第一位數(shù)字代表著正負(fù),1代表負(fù)數(shù),0代表整數(shù)。那到底11111111111111111111111111111110等于多少呢?最高位為1代表負(fù)數(shù),負(fù)數(shù)的二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)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(jìn)制為-2。
按位異或(^)
按位異或是兩個數(shù)中只有一個1時返回1,其他情況返回0。
0001
^ 0011
---------
0010
數(shù)字與數(shù)字本身按位異或操作得到的是0,因為每兩個對應(yīng)的數(shù)字都相同,所以最后返回的都是0。
我們經(jīng)常會需要調(diào)換兩個數(shù)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(wěn)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(jìn)制數(shù)的所有位向左移動指定位數(shù)。如:
var num = 2; // 二進(jìn)制10
num = num << 5; // 二進(jìn)制1000000,十進(jìn)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(jìn)制是01,左移5位就是0100000,十進(jìn)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(jìn)制數(shù)的所有位向右移動指定位數(shù)。如:
var num = 64; // 二進(jìn)制1000000
num = num >> 5; // 二進(jìn)制10,十進(jìn)制2
求一個數(shù)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(shù)的無符號右移與有符號右移結(jié)果是一樣的。負(fù)數(shù)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(fù)數(shù)的二進(jìn)制碼當(dāng)成正數(shù)的二進(jìn)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(shù)的正負(fù):
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(shù),但-1的二進(jìn)制碼已經(jīng)變成了正數(shù)的二進(jìn)制碼:
11111111111111111111111111111111
所以-1>>>0的值為4294967295。
總結(jié)
以上的例子在平常可能會比較容易用到或看到,也是屬于比較容易理解的。一些比較復(fù)雜的、難理解的,我覺得應(yīng)該盡量少用,因為會給閱讀者帶來困難,也會給自己帶來麻煩。