js中位運算的運用實例分析

我們可能很少在編程中用位運算，如果沒深入學習，可能也很難理解。平時的數值運算，其實是要先轉換成二進制再進行運算的，而位運算就是直接進行二進制運算，所以位運算的執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。

按位與(&)

&&運算符我們都知道，只有兩個都為真，結果才為真。&道理是一樣的，只有兩個數的值為1時，才返回1。例如1和3的按位與操作：

    0001
&  0011
  ---------
    0001

只有對應的數為1時，結果才為1，其他都為0。
判斷一個數是奇數還是偶數，我們會用求余數來判斷：

function assert(n) {
  if (n % 2 === 1) {
 console.log("n是奇數");
 } else {
 console.log("n是偶數");
 }
}

assert(3); // "n是奇數"

我們也可以用一個數和1進行按位&操作來判斷，而且速度更快：

function assert(n) {
if (n & 1) {
 console.log("n是奇數");
} else {
 console.log("n是偶數");
}
}

assert(3); // "n是奇數"

下面是位運算過程：

1 = 0001
3 = 0011
--------
   & = 0001

奇數的二進制碼的最后一位數肯定是1，而1只有最后一位為1，按位&操作之后，結果肯定只有最后一位數為1。而偶數的二進制表示的最后一位數是0，和1進行按位&操作，結果所有位數都為0。

按位或(|)

|與||操作符的道理也是一樣的，只要兩個數中有一個數為1，結果就為1，其他則為0。

  0001
| 0011
 ---------
  0011

對浮點數向下求整，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

其實浮點數是不支持位運算的，所以會先把1.1轉成整數1再進行位運算，就好像是對浮點數向下求整。所以1|0的結果就是1。

按位非(~)

按位非就是求二進制的反碼：

var num = 1; // 二進制 00000000000000000000000000000001
var num1 = ~num; // 二進制 11111111111111111111111111111110

我們知道，js中的數字默認是有符號的。有符號的32位二進制的最高位也就是第一位數字代表著正負，1代表負數，0代表整數。那到底11111111111111111111111111111110等于多少呢？最高位為1代表負數，負數的二進制轉化為十進制：符號位不變，其他位取反加1。取反之后為10000000000000000000000000000001，加1之后為10000000000000000000000000000010，十進制為-2。

按位異或(^)

按位異或是兩個數中只有一個1時返回1，其他情況返回0。

   0001
^ 0011
 ---------
  0010

數字與數字本身按位異或操作得到的是0，因為每兩個對應的數字都相同，所以最后返回的都是0。

我們經常會需要調換兩個數字的值：

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位二進制數的所有位向左移動指定位數。如：

var num = 2; // 二進制10
num = num << 5; // 二進制1000000，十進制64

如果要求2的n次方，可以這樣：

function power(n) {
 return 1 << n;
}

power(5); // 32

1的二進制是01，左移5位就是0100000，十進制就是2的5次方32。

有符號右移(>>)

有符號右移會將32位二進制數的所有位向右移動指定位數。如：

var num = 64; // 二進制1000000
num = num >> 5; // 二進制10，十進制2

求一個數的二分之一：

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(>>>)

正數的無符號右移與有符號右移結果是一樣的。負數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數的二進制碼當成正數的二進制碼：

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的正負：

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，但-1的二進制碼已經變成了正數的二進制碼：

11111111111111111111111111111111

所以-1>>>0的值為4294967295。

總結

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。一些比較復雜的、難理解的，我覺得應該盡量少用，因為會給閱讀者帶來困難，也會給自己帶來麻煩。