JS中的按位运算符们

今天读书《You Don’t Know JavaScript》，读到强制类型转换一章，其内有提到了JavaScript中的位运算符，正好原来在模拟电路与数字电路课上接触过一些相关的原理，写此文整理一下

经过一番搜罗，基本上是这几个：

• 按位与运算符：&
• 按位或运算符：|
• 按位异或运算符：^
• 按位取反运算符：~
• 右移运算符：>>
• 左移运算符：<<

1. 按位与运算符：&

• 性质：二元运算符
• 用法：6 & 8 (操作数1 & 操作数2)
• 规则：有 0 则为 0，双 1 则为 1
• 原理：先将6和8转为二进制数，分别为0000 0110和0000 1000

// 根据规则:
// 11 -> 1
// 10 00 -> 0
	0000 0110
	0000 1000
-------------------
	0000 0000

得到结果为0000 0000，转回十进制数就是0

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2. 按位或运算符：|

• 性质：二元运算符
• 用法：1 | 2 (操作数1 | 操作数2)
• 规则：有 1 则为 1，双 0 则为 0
• 原理：先将1和2转为二进制数，分别为0000 0001和0000 0010

// 根据规则:
// 10 11 -> 1
// 00 -> 0
	0000 0001
	0000 0010
-------------------
	0000 0011

得到结果为0000 0011，转换为十进制数后为3

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3. 按位异或运算符：^

• 性质：二元运算符
• 用法：3 ^ 6 (操作数1 ^ 操作数2)
• 规则：10为1，00、11为0（相同位结果为0，不同位结果为1）
• 原理：将 3 和 6 转为二进制数，分别为0000 0011和0000 0110

// 根据规则:
// 10 -> 1
// 00 11 -> 0
	0000 0011
	0000 0110
-------------------
	0000 0101

得到结果为0000 0101，转换为十进制数后为5

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4. 按位取反运算符：~

• 性质：一元运算符
• 用法：~1 (~操作数)
• 规则
  • 正数按位取反（见4.1）
  • 负数按位取反（见4.2）

4.1 正数按位取反

规则如下：

1. 首先将十进制正整数转换为二进制数，这里取1为例
   1 -> 0000 0001
2. 其次将二进制的原码进行取反，得到结果为1111 1110

	0000 0001
-------------------
	1111 1110

3. 此时1111 1110的第一位1为符号为，表示这个数的正负，1为负，0为正，这个符号位接下来不参与运算，也就是说我们要取除了第1位的后7位进行运算，此处为：111 1110，对这个操作数先取反再+1，就是我们最后得到的结果：

// 取反操作
	111 1110
-------------------
	000 0001
+  0000 0001	// 十进制的1转成二进制也就是 0000 0001
-------------------
	000 0010

4. 拼接符号位与运算结果：1000 0010
   第一位符号位为1，表示这是一个负数，计算后面的二进制数得出结果为2，所以结果就是-2
   

4.2 负数按位取反

规则如下：

1. 首先将十进制正整数转换为二进制数，这里取-2为例
   2 -> 1000 0010 因为是负数，所以第一位为1
2. 保留第1位符号位，对后7位取反且+1

	000 0010
-------------------
	111 1101
+  0000 0001
-------------------
	111 1110

3. 合并符号位与操作数后整体进行取反

	1111 1110
-------------------
	0000 0001

4. 将运算后原码转换为十进制数：0000 0001 -> 1
   

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5. 右移运算符：>>

• 性质：二元操作符
• 用法：3 >> 1 (操作数 >> 右移位数)
• 规则：符号位不变，按位右移，左边补0
• 原理：先把3转换为二进制数0000 0011

	0  |000 0011|
-------|--------|----
   	0  |000 0001|1	// 最后一位的1因为右移被挤掉了，左边补一个0，因为二进制数的位数是固定的

所以最后得到的结果就是：0000 0001，转换为十进制数就是1

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6. 左移运算符：<<

• 性质：二元操作符
• 用法：1 << 2 (操作数 << 左移位数)
• 规则：符号位不变，按位左移，右边补0
• 原理：基本的原理与右移运算符一样，先把1转换为二进制数0000 0001

	0   |000 0001|
--------|--------|-
	0 00|000 0100|	// 左移2位，左边被挤掉2个0，右边补两个0

所以最后得到的结果就是：0000 0100，转换为十进制数为4

如果这里你跟着写了一遍的话，你会发现：我们可以使用1 << x来求2的x次幂，比Math.pow(2, x)要简洁

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小结

虽然平时基本上并不会接触到位级的运算，但该了解的还是要了解到，经常在网上看到JavaScript奇技淫巧用到位运算符，计算机博大精深，路还长，保持向前。