位运算符

位操作符

位操作符用于最基本的层次上,即按内存中表示数值的位来操作数值。ECMAScript中的所有数值都以IEEE-754 64位格式存储,但位操作符并不直接操作64位的值,而是先将64位的值转换成32位的整数,然后执行操作,最后再将结果转换回64位。

对于有符号的整数,32位中的前31位用于表示整数的值。第32位用于表示数值的符号:0表示正数,1表示负数。正数以纯二进制格式存储,负数使用二进制补码。

计算一个数值的二进制补码:

  1. 求这个数值绝对值的二进制码(例如,要求-18的二进制补码,先求18的二进制码);
  2. 求二进制反码,即将0替换为1,将1替换为0;
  3. 得到的二进制反码加1。
// 18的二进制码     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010
// 求其二进制反码    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101
// 二进制反码加1      1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110

按位非(NOT) ~

返回数值的反码。(本质:操作数的负值减1)

var num1 = 25;   //二进制 00000000000000000000000000011001
var num2 = ~num1;  // 二进制 11111111111111111111111111100110
alert(num2);   // -26

经常会看到~~,表示取反两次。作用是去掉小数部分,因为位运算的操作值要求是整数,其结果也是整数,所以经过位运算的都会自动变成整数。

按位与(AND) &

有两个操作符数。(本质:将两个数值的每一位对齐,然后根据下表中的规则,对相同位置上的两个数执行AND操作)

第一个数值的值 第二个数值的值 结果
1 1 1
1 0 0
0 1 0
0 0 0

简而言之,按位与操作只在两个数值的对应为都是1时才返回1,任何一位是0,结果都是0。

var result = 25 & 3;
alert(result);    //1

// 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
按位或(OR)|
第一个数值的值 第二个数值的值 结果
1 1 1
1 0 1
0 1 1
0 0 0

简而言之,按位与操作在有一个1的情况下就返回1,而只有在两个位都是0的情况下才返回0;

var result = 25 | 3;
alert(result);   // 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
按位异或(XOR)^
第一个数值的值 第二个数值的值 结果
1 1 0
1 0 1
0 1 1
0 0 0

按位异或与按位或的不同之处在于,在两个数值对应位上只有一个1时才返回1,如果对应的两位都是1或都是0,则返回0;

var result = 25 ^ 3;
alert(result); // 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
左移 <<

会将数值的所有位向左移动指定的位数。(左移不会影响符号位)

var oldValue = 2;    //  10
var newValue = oldValue << 5;  // 100 0000
有符号的右移 >>

数值向右移动,但保留符号位。(用符号位的值来填充所有空位。)

var oldValue = 64;   // 64 = 100 0000
var newValue = oldValue >> 5;   // 2 =  10


var oldValue = -64;   // 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000
var newValue = oldValue >> 5;   // -2 =  10
无符号右移 >>>

会将数值的所有32位都向右移动。对正数来说,无符号右移的结果与有符号右移相同。但是负值很不一样。
无符号右移操作符会把负数的二进制码当成正数的二进制码。由于负数以其绝对值的二进制补码形式表示。因此就会导致无符号右移后的结果非常之大。

var oldValue = -64;   // 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000
var newValue = oldValue >>>  5;   // 0000 0111 1111 1111 1111 1111 1111
 1110 等于十进制的134217726
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