js的位操作

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今天在看js的Array的方法时， 看到源码中有下面的一段代码， 挺有意思， 是关于位运算的， 就拿来研究了一下：

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var len = t.length >>> 0;

这里使用了 >>> ，无符号右移运算符， 还右移了 0 位， 初看有点蒙， 到底啥意思？ 带着疑问做了如下实验：

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console.log(1 >>> 0);               //1
console.log(1.1 >>> 0);             //1
console.log(NaN >>> 0);             //0
console.log(true >>> 0);            //1
console.log(false >>> 0);           //0
console.log('a' >>> 0);             //0
console.log('123' >>> 0);           //123
console.log('a123' >>> 0);          //0
console.log({} >>> 0);              //0
console.log(function() {} >>> 0);   //0
console.log(null >>> 0);            //0
console.log(undefined >>> 0);       //0

从结果来看，不管是什么类型的数据，都被强制转换成了整型。 为什么 >>> 运算符会如此呢？这要从js的位运算符说起。

位运算符

位运算符用于在最基本的层次上，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-745 64位格式存储，但 位操作符并不直接操作64位的值，而是将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位表示整数的值，第32位表示整数的符号，0表示整数，1表示负数。这个表示符号的位叫做 符号位,符号位的值决定了其他位数值的格式。其中，整数以纯二进制格式存储，31位中的每一位都表示2的幂。负数同样以二进制存储，但使用的格式是二进制补码 计算一个数值的二进制补码，需要经过下列3个步骤： 1.求这个数值绝对值的二进制码 2.求二进制码的反码，即将0替换为1，1替换为0 3.得到的二进制反码加1

例如，要求-18的二进制码，首先求18的二进制码：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010

求其反码：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101

最后反码加1

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110

这样就求得了-18的二进制表示。

如果对非数值应用位操作符，会显示用Number()函数将改数值转换成一个数值(自动完成),然后再用应位操作符。

按位非 ~

按位非的结果就是，返回数值的反码。

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var num = 25;           //二进制 00000000000000000000000000011001
var num2 = ~num;        //二进制 11111111111111111111111111100110
console.log(num2);      //-26

这里，对25执行按位非操作，结果得到了-26.这也验证了按位非操作的实质：操作数的负值减1 。因此，下面的代码也能得到相同的结果：

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var num = 25;
var num2 = -num - 1;
console.log(num2);

虽然以上代码也能返回同样的结果，但由于按位非是在数值表示的最底层执行操作，因此速度更快。

按位与 &

按位或 |

按位异或 ^

按位异或操作扶由一个插入符号(^)表示，也有两个操作数。以下是按位异或的真值表：

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

左移 <<

将数值的所有位向左移动指定的位。 左移的结果是，移动n位，乘以2的n次幂。例如，2<<5 = 2*2^5 = 64

左移不会影响操作数的符号位。

有符号右移[算数右移] >>

符号位不移，其他位右移，在左端补k个最高有效位的值。

无符号右移[逻辑右移] >>>

这个操作符会将数值的所有32位都向右移动。对正数来说无符号右移的结果和有符号相同。但是对于负数来说，情况就不一样了。 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，而且由于负数以其绝对值的二进制补码形式表示，因此会导致无符号右移后的结果非常之大。 例如，上面的例子中，-18的二进制码：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110

右移一位： -18 >>> 1

0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111

这时将这个二进制码转换成正数是：2147483639

好了，我们回过头来看最初在js源码中看到的关于>>>那个问题，任何类型的数值，经过无符号右移0位后都被强制转换成了整数。 因为，在右移之前，先使用Number()函数转换成数值类型，移动0位相当于没移，因此，无论何种类型的值，>>>0被强制转换成整数类型。 那么，问题来了，Number()进行转换的时候，有一些是不能转换为整数的，比如，Number(‘a’)得到的是NaN,NaN的类型也是number类型，但是，他却不是一个确定的值，js在对NaN进行位运算时，将0作为 运算元。

所以，如果看透了位运算，你会发现，其实 a>>>0 其实和 ~~a运算的结果是一样的，都是将其转换成整数的一个运算。