位运算符

ECMAScript 位运算符

位运算符是在数字底层（即表示数字的 32 个数位）进行操作的。

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重温整数

ECMAScript 整数有两种类型，即有符号整数（允许用正数和负数）和无符号整数（只允许用正数）。
在 ECMAScript 中，所有整数字面量默认都是有符号整数，这意味着什么呢？

有符号整数使用 31 位表示整数的数值，用第 32 位表示整数的符号，0 表示正数，1 表示负数。数值范围从 -2147483648 到 2147483647。

可以以两种不同的方式存储 二进制形式的有符号整数，一种用于存储正数，一种用于存储负数。

正数是以真二进制形式存储的，前 31 位中的每一位都表示 2 的幂，从第 1 位（位 0）开始，表示 20，第 2 位（位 1）表示 21。没用到的位用 0 填充，即忽略不计。例如，下图展示的是数 18 的表示法。

18 的二进制版本只用了前 5 位，它们是这个数字的有效位。把数字转换成二进制字符串，就能看到有效位：

var iNum = 18;
alert(iNum.toString(2));  //输出 "10010"

这段代码只输出 "10010"，而不是 18 的 32 位表示。其他的数位并不重要，因为仅使用前 5 位即可确定这个十进制数值。如下图所示：

(2^4 1) + (2^3 0) + (2^2 0) + (2^1 1) + (2^0 * 0)

负数也存储为二进制代码，不过采用的形式是二进制补码。计算数字二进制补码的步骤有三步：

1. 确定该数字的非负版本的二进制表示（例如，要计算 -18的二进制补码，首先要确定 18 的二进制表示）

要确定 -18 的二进制表示，首先必须得到 18 的二进制表示，如下所示：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010

1. 求得二进制反码，即要把 0 替换为 1，把 1 替换为 0

接下来，计算二进制反码，如下所示：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101

1. 在二进制反码上加 1

最后，在二进制反码上加 1，如下所示：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101
                                      1
---------------------------------------
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110

因此，-18 的二进制表示即 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110。记住，在处理有符号整数时，开发者不能访问 31 位。

有趣的是，把负整数转换成二进制字符串后，ECMAScript 并不以二进制补码的形式显示，而是用数字绝对值的标准二进制代码前面加负号的形式输出。例如：

var iNum = -18;
alert(iNum.toString(2));	//输出 "-10010"

这段代码输出的是 "-10010"，而非二进制补码，这是为避免访问位 31。为了简便，ECMAScript 用一种简单的方式处理整数，使得开发者不必关心它们的用法。

另一方面，无符号整数把 最后一位 作为 另一个 数位 处理。

在这种模式中，第 32 位不表示数字的符号，而是值 2^31。由于这个额外的位，无符号整数的数值范围为 0 到 4294967295。对于小于 2147483647 的整数来说，无符号整数看来与有符号整数一样，而大于 2147483647 的整数则要使用位 31（在有符号整数中，这一位总是 0）。

把无符号整数转换成字符串后，只返回它们的有效位。

注意：所有整数字面量都默认存储为有符号整数。只有 ECMAScript 的位运算符才能创建无符号整数。

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位运算 NOT(~)

位运算 NOT 由否定号（~）表示，它是 ECMAScript 中为数不多的与二进制算术有关的运算符之一。

位运算 NOT 是三步的处理过程：

1. 把运算数转换成 32 位数字
2. 把二进制数转换成它的二进制反码
3. 把二进制数转换成浮点数

例如：

var iNum1 = 25;		//25 等于 00000000000000000000000000011001
var iNum2 = ~iNum1;	//转换为 11111111111111111111111111100110
alert(iNum2);		//输出 "-26"

位运算 NOT 实质上是对数字求负，然后减 1，因此 25 变 -26。用下面的方法也可以得到同样的方法：

var iNum1 = 25;
var iNum2 = -iNum1 -1;
alert(iNum2);	//输出 -26

位运算 AND(&)

位运算 AND 由和号（&）表示，直接对数字的二进制形式进行运算。它把每个数字中的数位对齐，然后用下面的规则对同一位置上的两个数位进行 AND 运算：

位运算 OR(|)

位运算 OR 由符号（|）表示，也是直接对数字的二进制形式进行运算。在计算每位时，OR 运算符采用下列规则：

位运算 XOR(^)

左移运算(<<)

有符号右移运算(>>)

无符号右移运算(>>>)

正数 与 有符号右移运算 相同;
负数 不同