赋予JavaScript 代码新的生命力：巧用 JS 位运算

前端

2024-01-21 17:05:53

位运算：JavaScript 中的璀璨宝石

了解位运算的基础

在计算机科学浩瀚的海洋中，位运算犹如一颗璀璨的宝石，闪烁着夺目的光芒。它是一种底层的运算操作，对二进制位进行操作，以其速度快、代码简洁著称，因此在算法、编程和开发领域有着广泛的应用。

作为 JavaScript 技术界的专家，我们迫不及待地与你分享位运算的强大功能，让你领略它如何赋予 JavaScript 代码勃勃生机。

二进制数与补码：位运算的基石

理解位运算的基础在于掌握二进制数和补码的概念。二进制数是计算机内部处理和存储数据的基本形式，由 0 和 1 两个数字组成。补码是表示负数的一种方式，通过对正数取反并加 1 来得到。

JavaScript 中的位运算符

JavaScript 提供了一系列丰富的位运算符，包括按位与 (&)、按位或 (|)、按位异或 (^)、按位左移 (<<)、按位右移 (>>)。这些运算符可对两个二进制数进行操作，产生新的二进制数。

按位与 (&)：二进制数的交集

按位与运算符将两个二进制数的对应位相与，结果为 1 的条件是两个二进制数的对应位都为 1。例如：

1111 & 1010 = 1010

按位或 (|)：二进制数的并集

按位或运算符将两个二进制数的对应位相或，结果为 0 的条件是两个二进制数的对应位都为 0。例如：

1111 | 1010 = 1111

按位异或 (^)：二进制数的差集

按位异或运算符将两个二进制数的对应位相异或，结果为 1 的条件是两个二进制数的对应位不同。例如：

1111 ^ 1010 = 0101

按位左移 (<<)：向左移动二进制位

按位左移运算符将二进制数的每一位向左移动指定位数，高位补 0。例如：

1111 << 2 = 111100

按位右移 (>>)：向右移动二进制位

按位右移运算符将二进制数的每一位向右移动指定位数，低位补 0。例如：

1111 >> 2 = 0011

位运算的应用

位运算在算法、编程和开发领域有着广泛的应用，以下是一些典型示例：

判断奇偶数： 通过检查二进制位最后一位是否为 0 来判断。

function isEven(number) {
  return (number & 1) === 0;
}

交换两个数： 巧妙利用位异或运算符，实现无需临时变量的交换。

function swap(a, b) {
  a ^= b;
  b ^= a;
  a ^= b;
}

计算二进制位数： 通过按位与运算符和右移运算符，轻松计算二进制数中 1 的个数。

function countBits(number) {
  let count = 0;
  while (number) {
    count += number & 1;
    number >>= 1;
  }
  return count;
}

提高 JavaScript 代码效率

除了上述应用外，位运算还能够有效提升 JavaScript 代码的效率和性能。例如，在需要对字符串进行操作时，可以使用位运算来优化处理速度。

function reverseString(string) {
  let reversedString = "";
  for (let i = string.length - 1; i >= 0; i--) {
    reversedString += string[i];
  }
  return reversedString;
}

function reverseStringWithBitwiseOperator(string) {
  let reversedString = "";
  for (let i = 0; i < string.length / 2; i++) {
    reversedString += string[string.length - 1 - i];
    reversedString += string[i];
  }
  if (string.length % 2 === 1) {
    reversedString += string[Math.floor(string.length / 2)];
  }
  return reversedString;
}