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Javascript中的 '&” 和 '|” 詳解

高洛峰
發布: 2017-02-03 13:44:03
原創
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一、前言:

在文章開始之前,先出幾個題目給大家看看:

var num1 = 1 & 0;
console.log(num1); // 0
var num2 = 'string' & 1;
console.log(num2); // 0
var num3 = true & 1;
console.log(num3); // 1
var num4 = undefined | false;
console.log(num4); // 0
var num5 = undefined | true;
console.log(num5); // 1
var num6 = 23 & 5;
console.log(num6); // 5
var num7 = 23 | 5;
console.log(num7); // 23
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上面的題目大家都做對了嗎?我們之前有總結過 《淺談javascript中的 “ && ” 和 “ || ” 》,"&&” 和 “||” 是邏輯運算表達式中的運算符。那麼一個 “&” 或一個 “|” 又代表什麼意義呢?有什麼特性呢?接下來,我們就來一一揭秘。

首先,我們得清楚 “&” 和 “|” 是位元運算運算子。

位元運算子用於在最基本的層次上,即按記憶體中表示數值的位元來操作數值。 ECMAScript中的所有數值都以IEEE-754 64位元格式存儲,但位元操作符並不會直接操作64位元的值。而是先將64位的值轉換成32位的整數,然後執行操作,最後再將結果轉換為64位。對於開發人員來說,由於64位元儲存格式是透明的,因此整個過程就像是只存在32位元的整數一樣。

對於有符號的整數,32位元中的前31位元用來表示整數的值。第32位表示數值的符號:0表示正數,1表示負數。這個表示符號的位叫做符號位,符號位的值決定了其他位數值的格式。其中,正數以純二進位格式存儲,31位元中的每一位都表示2的冪。第一位(叫做位0)表示20,第二位表示21,以此類推。沒有用到的位元以0表示,即忽略不計。例如,數值18的二進位表示為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010,或更簡潔的10010。這是5個有效位,這5位本身就決定了實際的值。

負數同樣以二進位碼存儲,但使用的格式是二進位補碼。計算一個數值的二進位補碼,需要經過下列3個步驟:

(1)求這個數值絕對值的二進位碼(例如,要求-18的二進位補碼,先求18的二進位碼);

( 2)求二進位反碼,即將0替換為1,將1替換為0;

(3)得到的二進位反碼加1。

這樣,求得了-18的二進位表示,即1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110。

......在ECMAScript中,當對數值應用位元操作符時,後台會發生如下轉換過程:64位元的數值被轉換成32位數值,然後執行位元操作,最後再將32位元的結果轉換回64位數值。這樣,表面上看起來就好像是在操作32位數值,就跟在其他語言中以類似方式執行二進位操作一樣。但這個轉換過程也導致了一個嚴重的副效應,即在對特殊的NaN和Infinity值應用位元操作時,這兩個值都會被當成0來處理。

如果對非數值套用位元運算符,會先使用Number()函數將該值轉換為一個數值(自動完成),然後再套用位元運算。得到的結果將是一個數值。 ……(截取自《Javascript高級程式設計》)

二、「&」(位元與AND):

按位與操作符由一個和號字符(&)表示,它有兩個操作符數。從本質上來講,按位與操作就是將兩個數值的每一位對齊,對相同位置上的兩個數執行AND操作。

按位與AND操作規則:只有兩個數值的對應位元都是1時才回傳1,任何一位是0,結果都是0。

前面已經把理論性的東西說的太多了,但是我覺得理論又很必要。接下來,直接分析例子吧!

我們先看上面題目中的 num1,num2,num3以及num6。我們嘗試結合上面的理論來分析為什麼會輸出最終的結果。

// num1是1和0进行“按位与”操作后的返回值。1的二进制码简写为1,0的二进制码简写为0,根据上面的规则,第二个操作符数为0,结果是0
var num1 = 1 & 0;
console.log(num1); // 0
// 第一个操作符数是字符串,按照前言里面的理论,对于非数值的操作符数,先使用Number()函数处理,结果返回NaN,NaN又会被当成0来处理。所以最终结果也是0
var num2 = 'string' & 1;
console.log(num2); // 0
// true是布尔类型值,同样使用Number()函数处理,处理后得到数值1,于是表达式就相当于“1 & 1” 进行位运算,当两个数值都为1的时候,结果返回1
var num3 = true & 1;
console.log(num3); // 1
// 23的二进制码是:...10111,5的二进制码是:...00101。然后每一位进行对齐处理,结合上面的规则,可以得出10111&00101的结果是:00101。00101就是5
var num6 = 23 & 5;
console.log(num6); // 5
// 再加个例子:24的二进制码为...11000,7的二进制码为...00111,相同位置的两个数执行AND操作,结果发现结果是...00000。所以最终结果是0,你算对了吗?
var add1 = 24 & 7;
console.log(add1); // 0
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三、「|」(位元或OR):

位元或運算子由一個垂直線符號(|)表示,同樣有兩個運算符數。本質上來講,按位或操作也是將兩個數值的每一位對齊,對相同位置上的兩個數執行OR操作。

按位或OR操作規則:只要兩個數值的對應位有一個是1就回傳1,而只有在兩個位都是0的情況下才回傳0。

我們接最上面的範例來看吧!

// 第一个操作符数为undefined,第二个操作符数是false,均不是数值,所以都要先使用Number()函数处理,处理结果都是返回NaN,NaN又会被当成0处理,于是最终结果是0
var num4 = undefined | false;
console.log(num4); // 0
// 第一个操作符数相当于0,第二个操作符数相当于1,结合按位或的规则,最终结果是1
var num5 = undefined | true;
console.log(num5); // 1
// 23的二进制码是:...10111,5的二进制码是:...00101。然后每一位进行对齐处理,结合上面的规则,可以得出10111|00101的结果是:10111。10111就是23
var num7 = 23 | 5;
console.log(num7); // 23
// 再加个例子:24的二进制码为...11000,7的二进制码为...00111,相同位置的两个数执行AND操作,结果发现结果是...11111。所以最终结果是31,你算对了吗?
var add2 = 24 | 7;
console.log(add2); // 31
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四、其他:

相信也會有一些朋友不知道怎麼把數值轉換成標準的二進位碼,那麼有沒有快速的方法呢?答案是肯定的。

我的網路上隨機找到了一個線上轉換工具位址:數值進位轉換(點我查看)。 (當然,你也可以使用你找到的別的工具,不管怎樣,能實現效果就是我們的最終目的)

最後,再附上我通過手寫轉換二進制過程中總結的規律圖,依然可以快速將數值轉換成二進位碼,逼格滿滿噠!

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來源:php.cn
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