From 33058f2b292b3a581333bdfb21b8f671898c5060 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Peter Bengtsson Date: Tue, 8 Dec 2020 14:40:17 -0500 Subject: initial commit --- .../operators/bitwise_operators/index.html | 755 +++++++++++++++++++++ 1 file changed, 755 insertions(+) create mode 100644 files/zh-cn/web/javascript/reference/operators/bitwise_operators/index.html (limited to 'files/zh-cn/web/javascript/reference/operators/bitwise_operators') diff --git a/files/zh-cn/web/javascript/reference/operators/bitwise_operators/index.html b/files/zh-cn/web/javascript/reference/operators/bitwise_operators/index.html new file mode 100644 index 0000000000..48ca962238 --- /dev/null +++ b/files/zh-cn/web/javascript/reference/operators/bitwise_operators/index.html @@ -0,0 +1,755 @@ +--- +title: 按位操作符 +slug: Web/JavaScript/Reference/Operators/Bitwise_Operators +tags: + - js ^ & Bitwise Operators +translation_of: Web/JavaScript/Reference/Operators +--- +
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+ +

概述

+ +

按位操作符（Bitwise operators） 将其操作数（operands）当作32位的比特序列（由0和1组成），而不是十进制、十六进制或八进制数值。例如，十进制数9，用二进制表示则为1001。按位操作符操作数字的二进制形式，但是返回值依然是标准的JavaScript数值。

+ +

下面的表格总结了JavaScript中的按位操作符：

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
运算符用法描述
按位与（ AND）a & b对于每一个比特位，只有两个操作数相应的比特位都是1时，结果才为1，否则为0。
按位或（OR）a | b对于每一个比特位，当两个操作数相应的比特位至少有一个1时，结果为1，否则为0。
按位异或（XOR）a ^ b对于每一个比特位，当两个操作数相应的比特位有且只有一个1时，结果为1，否则为0。
按位非（NOT）~ a反转操作数的比特位，即0变成1，1变成0。
左移（Left shift）a << b将 a 的二进制形式向左移 b (< 32) 比特位，右边用0填充。
有符号右移a >> b将 a 的二进制表示向右移 b (< 32) 位，丢弃被移出的位。
无符号右移a >>> b将 a 的二进制表示向右移 b (< 32) 位，丢弃被移出的位，并使用 0 在左侧填充。
+ +

有符号32位整数

+ +

所有的按位操作符的操作数都会被转成补码（two's complement）形式的有符号32位整数。补码形式是指一个数的负对应值（negative counterpart）（如 5和-5）为数值的所有比特位反转后，再加1。反转比特位即该数值进行’非‘位运算，也即该数值的反码。例如下面为整数314的二进制编码：

+ +
00000000000000000000000100111010
+
+ +

下面编码 ~314，即 314 的反码：

+ +
11111111111111111111111011000101
+
+ +

最后，下面编码 -314，即 314 的反码再加1：

+ +
11111111111111111111111011000110
+
+ +

补码保证了当一个数是正数时，其最左的比特位是0，当一个数是负数时，其最左的比特位是1。因此，最左边的比特位被称为符号位（sign bit）。

+ +

0 是所有比特数字0组成的整数。

+ +
0 (base 10) = 00000000000000000000000000000000 (base 2)
+
+ +

-1 是所有比特数字1组成的整数。

+ +
-1 (base 10) = 11111111111111111111111111111111 (base 2)
+
+ +

-2147483648（十六进制形式：-0x80000000）是除了最左边为1外，其他比特位都为0的整数。

+ +
-2147483648 (base 10) = 10000000000000000000000000000000 (base 2)
+
+ +

2147483647（十六进制形式：0x7fffffff）是除了最左边为0外，其他比特位都为1的整数。

+ +
2147483647 (base 10) = 01111111111111111111111111111111 (base 2)
+
+ +

数字-2147483648 和 2147483647 是32位有符号数字所能表示的最小和最大整数。

+ +

按位逻辑操作符

+ +

从概念上讲，按位逻辑操作符按遵守下面规则：

+ + + +

& (按位与)

+ +

对每对比特位执行与（AND）操作。只有 a 和 b 都是 1 时，a AND b 才是 1。与操作的真值表如下：

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
aba AND b
000
010
100
111
+ +
     9 (base 10) = 00000000000000000000000000001001 (base 2)
+    14 (base 10) = 00000000000000000000000000001110 (base 2)
+                   --------------------------------
+14 & 9 (base 10) = 00000000000000000000000000001000 (base 2) = 8 (base 10)
+
+ +

将任一数值 x 与 0 执行按位与操作，其结果都为 0。将任一数值 x 与 -1 执行按位与操作，其结果都为 x。

+ +

| (按位或)

+ +

对每一对比特位执行或（OR）操作。如果 a 或 b 为 1，则 a OR b 结果为 1。或操作的真值表：

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
aba OR b
000
011
101
111
+ +
     9 (base 10) = 00000000000000000000000000001001 (base 2)
+    14 (base 10) = 00000000000000000000000000001110 (base 2)
+                   --------------------------------
+14 | 9 (base 10) = 00000000000000000000000000001111 (base 2) = 15 (base 10)
+
+ +

将任一数值 x 与 0 进行按位或操作，其结果都是 x。将任一数值 x 与 -1 进行按位或操作，其结果都为 -1。

+ +

补充一些例子：

+ +
1 | 0 ;                       // 1
+
+1.1 | 0 ;                     // 1
+
+'asfdasfda' | 0 ;             // 0
+
+0 | 0 ;                       // 0
+
+(-1) | 0 ;                    // -1
+
+(-1.5646) | 0 ;               // -1
+
+[] | 0 ;                      // 0
+
+({}) | 0 ;                    // 0
+
+"123456" | 0 ;            // 123456
+
+1.23E2 | 0;               // 123
+
+1.23E12 | 0;              // 1639353344
+
+-1.23E2 | 0;              // -123
+
+-1.23E12 | 0;             // -1639353344
+ +

^ (按位异或)

+ +

对每一对比特位执行异或（XOR）操作。当 a 和 b 不相同时，a XOR b 的结果为 1。异或操作真值表：

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
aba XOR b
000
011
101
110
+ +
     9 (base 10) = 00000000000000000000000000001001 (base 2)
+    14 (base 10) = 00000000000000000000000000001110 (base 2)
+                   --------------------------------
+14 ^ 9 (base 10) = 00000000000000000000000000000111 (base 2) = 7 (base 10)
+
+ +

将任一数值 x 与 0 进行异或操作，其结果为 x。将任一数值 x 与 -1 进行异或操作，其结果为 ~x。

+ +

~ (按位非)

+ +

对每一个比特位执行非（NOT）操作。NOT a 结果为 a 的反转（即反码）。非操作的真值表：

+ + + + + + + + + + + + + + + + +
aNOT a
01
10
+ +
 9 (base 10) = 00000000000000000000000000001001 (base 2)
+               --------------------------------
+~9 (base 10) = 11111111111111111111111111110110 (base 2) = -10 (base 10)
+
+ +

对任一数值 x 进行按位非操作的结果为 -(x + 1)。例如，~5 结果为 -6。

+ +

与 indexOf 一起使用示例：

+ +
var str = 'rawr';
+var searchFor = 'a';
+
+// 这是 if (-1*str.indexOf('a') <= 0) 条件判断的另一种方法
+if (~str.indexOf(searchFor)) {
+  // searchFor 包含在字符串中
+} else {
+  // searchFor 不包含在字符串中
+}
+
+// (~str.indexOf(searchFor))的返回值
+// r == -1
+// a == -2
+// w == -3
+
+ +

按位移动操作符

+ +

按位移动操作符有两个操作数：第一个是要被移动的数字，而第二个是要移动的长度。移动的方向根据操作符的不同而不同。

+ +

按位移动会先将操作数转换为大端字节序顺序(big-endian order)的32位整数,并返回与左操作数相同类型的结果。右操作数应小于 32位，否则只有最低 5 个字节会被使用。

+ +
注：Big-Endian:高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端，
+又称为"高位编址"。
+Big-Endian是最直观的字节序：
+①把内存地址从左到右按照由低到高的顺序写出；
+②把值按照通常的高位到低位的顺序写出；
+③两者对照，一个字节一个字节的填充进去。
+ +

<< (左移)

+ +

该操作符会将第一个操作数向左移动指定的位数。向左被移出的位被丢弃，右侧用 0 补充。

+ +

For example, 9 << 2 yields 36:

+ +
     9 (base 10): 00000000000000000000000000001001 (base 2)
+                  --------------------------------
+9 << 2 (base 10): 00000000000000000000000000100100 (base 2) = 36 (base 10)
+
+ +

在数字 x 上左移 y 比特得到 x * 2y.

+ +

>> (有符号右移)

+ +

该操作符会将第一个操作数向右移动指定的位数。向右被移出的位被丢弃，拷贝最左侧的位以填充左侧。由于新的最左侧的位总是和以前相同，符号位没有被改变。所以被称作“符号传播”。

+ +

例如， 9 >> 2 得到 2:

+ +
     9 (base 10): 00000000000000000000000000001001 (base 2)
+                  --------------------------------
+9 >> 2 (base 10): 00000000000000000000000000000010 (base 2) = 2 (base 10)
+
+ +

相比之下， -9 >> 2 得到 -3，因为符号被保留了。

+ +
     -9 (base 10): 11111111111111111111111111110111 (base 2)
+                   --------------------------------
+-9 >> 2 (base 10): 11111111111111111111111111111101 (base 2) = -3 (base 10)
+
+ +

>>> (无符号右移)

+ +

该操作符会将第一个操作数向右移动指定的位数。向右被移出的位被丢弃，左侧用0填充。因为符号位变成了 0，所以结果总是非负的。（译注：即便右移 0 个比特，结果也是非负的。）

+ +

对于非负数，有符号右移和无符号右移总是返回相同的结果。例如 9 >>> 2 和 9 >> 2 一样返回 2：

+ +
      9 (base 10): 00000000000000000000000000001001 (base 2)
+                   --------------------------------
+9 >>> 2 (base 10): 00000000000000000000000000000010 (base 2) = 2 (base 10)
+
+ +

但是对于负数却不尽相同。 -9 >>> 2 产生 1073741821 这和 -9 >> 2 不同：

+ +
      -9 (base 10): 11111111111111111111111111110111 (base 2)
+                    --------------------------------
+-9 >>> 2 (base 10): 00111111111111111111111111111101 (base 2) = 1073741821 (base 10)
+
+ +

示例

+ +

例子：标志位与掩码

+ +

位运算经常被用来创建、处理以及读取标志位序列——一种类似二进制的变量。虽然可以使用变量代替标志位序列，但是这样可以节省内存（1/32）。

+ +

例如，有 4 个标志位：

+ + + +

标志位通过位序列 DCBA 来表示。当一个位被置位 (set) 时，它的值为 1 。当被清除 (clear) 时，它的值为 0 。例如一个变量 flags 的二进制值为 0101：

+ +
var flags = 5;   // 二进制 0101
+
+ +

这个值表示：

+ + + +

因为位运算是 32 位的， 0101 实际上是 00000000000000000000000000000101。因为前面多余的 0 没有任何意义，所以他们可以被忽略。

+ +

掩码 (bitmask) 是一个通过与/或来读取标志位的位序列。典型的定义每个标志位的原语掩码如下：

+ +
var FLAG_A = 1; // 0001
+var FLAG_B = 2; // 0010
+var FLAG_C = 4; // 0100
+var FLAG_D = 8; // 1000
+
+ +

新的掩码可以在以上掩码上使用逻辑运算创建。例如，掩码 1011 可以通过 FLAG_A、FLAG_B 和 FLAG_D 逻辑或得到：

+ +
var mask = FLAG_A | FLAG_B | FLAG_D; // 0001 | 0010 | 1000 => 1011
+
+ +

某个特定的位可以通过与掩码做逻辑与运算得到，通过与掩码的与运算可以去掉无关的位，得到特定的位。例如，掩码 0100 可以用来检查标志位 C 是否被置位：

+ +
// 如果我们有 cat
+if (flags & FLAG_C) { // 0101 & 0100 => 0100 => true
+   // do stuff
+}
+
+ +

一个有多个位被置位的掩码表达任一/或者的含义。例如，以下两个表达是等价的：

+ +
// 如果我们有 bat 或者 cat 至少一个
+// (0101 & 0010) || (0101 & 0100) => 0000 || 0100 => true
+if ((flags & FLAG_B) || (flags & FLAG_C)) {
+   // do stuff
+}
+
+ +
// 如果我们有 bat 或者 cat 至少一个
+var mask = FLAG_B | FLAG_C; // 0010 | 0100 => 0110
+if (flags & mask) { // 0101 & 0110 => 0100 => true
+   // do stuff
+}
+
+ +

可以通过与掩码做或运算设置标志位，掩码中为 1 的位可以设置对应的位。例如掩码 1100 可用来设置位 C 和 D：

+ +
// 我们有 cat 和 duck
+var mask = FLAG_C | FLAG_D; // 0100 | 1000 => 1100
+flags |= mask;   // 0101 | 1100 => 1101
+
+ +

可以通过与掩码做与运算清除标志位，掩码中为 0 的位可以设置对应的位。掩码可以通过对原语掩码做非运算得到。例如，掩码 1010 可以用来清除标志位 A 和 C ：

+ +
// 我们没有 ant 也没有 cat
+var mask = ~(FLAG_A | FLAG_C); // ~0101 => 1010
+flags &= mask;   // 1101 & 1010 => 1000
+
+ +

如上的掩码同样可以通过 ~FLAG_A & ~FLAG_C 得到（德摩根定律）：

+ +
// 我们没有 ant 也没有 cat
+var mask = ~FLAG_A & ~FLAG_C;
+flags &= mask;   // 1101 & 1010 => 1000
+
+ +

标志位可以使用异或运算切换。所有值为 1 的位可以切换对应的位。例如，掩码 0110 可以用来切换标志位 B 和 C：

+ +
// 如果我们以前没有 bat ，那么我们现在有 bat
+// 但是如果我们已经有了一个，那么现在没有了
+// 对 cat 也是相同的情况
+var mask = FLAG_B | FLAG_C;
+flags = flags ^ mask;   // 1100 ^ 0110 => 1010
+
+ +

最后，所有标志位可以通过非运算翻转:

+ +
// entering parallel universe...
+flags = ~flags;    // ~1010 => 0101
+
+ +

转换片段

+ +

将一个二进制数的 String 转换为十进制的 Number:

+ +
var sBinString = "1011";
+var nMyNumber = parseInt(sBinString, 2);
+alert(nMyNumber); // 打印 11
+
+ +

将一个十进制的 Number 转换为二进制数的 String:

+ +
var nMyNumber = 11;
+var sBinString = nMyNumber.toString(2);
+alert(sBinString); // 打印 1011
+
+ +

自动化掩码创建

+ +

如果你需要从一系列的 Boolean 值创建一个掩码，你可以：

+ +
function createMask () {
+  var nMask = 0, nFlag = 0, nLen = arguments.length > 32 ? 32 : arguments.length;
+  for (nFlag; nFlag < nLen; nMask |= arguments[nFlag] << nFlag++);
+  return nMask;
+}
+var mask1 = createMask(true, true, false, true); // 11, i.e.: 1011
+var mask2 = createMask(false, false, true); // 4, i.e.: 0100
+var mask3 = createMask(true); // 1, i.e.: 0001
+// etc.
+
+alert(mask1); // 打印 11
+
+ +

逆算法：从掩码得到布尔数组

+ +

如果你希望从掩码得到得到 Boolean Array ：

+ +
function arrayFromMask (nMask) {
+  // nMask 必须介于 -2147483648 和 2147483647 之间
+  if (nMask > 0x7fffffff || nMask < -0x80000000) {
+    throw new TypeError("arrayFromMask - out of range");
+  }
+  for (var nShifted = nMask, aFromMask = []; nShifted;
+       aFromMask.push(Boolean(nShifted & 1)), nShifted >>>= 1);
+  return aFromMask;
+}
+
+var array1 = arrayFromMask(11);
+var array2 = arrayFromMask(4);
+var array3 = arrayFromMask(1);
+
+alert("[" + array1.join(", ") + "]");
+// 打印 "[true, true, false, true]", i.e.: 11, i.e.: 1011
+
+ +

你可以同时测试以上两个算法……

+ +
var nTest = 19; // our custom mask
+var nResult = createMask.apply(this, arrayFromMask(nTest));
+
+alert(nResult); // 19
+
+ +

仅仅由于教学目的 （因为有 Number.toString(2) 方法），我们展示如何修改 arrayFromMask 算法通过 Number 返回二进制的 String，而非 Boolean Array：

+ +
function createBinaryString (nMask) {
+  // nMask must be between -2147483648 and 2147483647
+  for (var nFlag = 0, nShifted = nMask, sMask = ""; nFlag < 32;
+       nFlag++, sMask += String(nShifted >>> 31), nShifted <<= 1);
+  return sMask;
+}
+
+var string1 = createBinaryString(11);
+var string2 = createBinaryString(4);
+var string3 = createBinaryString(1);
+
+alert(string1);
+// 打印 00000000000000000000000000001011, i.e. 11
+
+ +

规范

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
SpecificationStatusComment
ECMAScript 1st Edition.StandardInitial definition.
{{SpecName('ES5.1', '#sec-11.4.8', 'Bitwise NOT operator')}}
+ {{SpecName('ES5.1', '#sec-11.7', 'Bitwise shift operators')}}
+ {{SpecName('ES5.1', '#sec-11.10', 'Binary bitwise operators')}}		{{Spec2('ES5.1')}}
{{SpecName('ES6', '#sec-bitwise-not-operator', 'Bitwise NOT operator')}}
+ {{SpecName('ES6', '#sec-bitwise-shift-operators', 'Bitwise shift operators')}}
+ {{SpecName('ES6', '#sec-binary-bitwise-operators', 'Binary bitwise operators')}}		{{Spec2('ES6')}}
+ +

浏览器兼容性

+ +

{{ CompatibilityTable() }}

+ +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
FeatureChromeFirefox (Gecko)Internet ExplorerOperaSafari
Bitwise NOT (~){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Bitwise AND (&){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Bitwise OR (|){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Bitwise XOR (^){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Left shift (<<){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Right shift (>>){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Unsigned right shift (>>>){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
+
+ +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
FeatureAndroidChrome for AndroidFirefox Mobile (Gecko)IE MobileOpera MobileSafari Mobile
Bitwise NOT (~){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Bitwise AND (&){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Bitwise OR (|){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Bitwise XOR (^){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Left shift (<<){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Right shift (>>){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
Unsigned right shift (>>>){{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}{{ CompatVersionUnknown() }}
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