20个你不得不知道的js位运算用法

位运算，那些看似晦涩但又蕴含无限魔力的数字魔术，在JavaScript开发中扮演了默默无闻却又至关重要的角色。本文介绍多个js位运算的使用场景，阐述在JavaScript中，如何巧妙运用位运算实现效率的提升和算法的优化。

位运算的奇妙应用

1. 乘法和除法运算

位运算可实现乘法和除法的简易版本，如num << 1（乘2），num >> 1（除2）。

javascript 复制代码

let num = 4;
let multiplied = num << 1; // 结果为8
let divided = num >> 1; // 结果为2

2. 判断奇偶性

通过和1的与运算检查最低位，判断数值的奇偶性。

javascript 复制代码

let num = 7;
let isOdd = num & 1; // 结果为1，奇数

3. 交换变量

利用异或运算交换两个变量的值，无需额外空间。

javascript 复制代码

let a = 2, b = 3;
a ^= b;
b ^= a;
a ^= b; // a === 3, b === 2

4. 取绝对值

使用位运算取整数的绝对值。

javascript 复制代码

let num = -6;
let abs = (num ^ (num >> 31)) - (num >> 31); // 结果为6

5. 检测数值是否为2的幂

检测一个数是否为2的幂可以通过判断其是否只有一个位是1。

javascript 复制代码

let num = 8;
let isPowerOfTwo = (num & (num - 1)) === 0; // 结果为true

6. 轮转位

通过位运算实现位的循环，左轮或右轮。

javascript 复制代码

let num = 21; // (10101)
num = (num >> 3) | (num << (32 - 3)); // 右轮转3位

7. 快速计算

快速计算 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> n 2 n n2^n </math>n2n，等同于n << n。

javascript 复制代码

let n = 5;
let result = 5 << 5; // 结果为160

8. 掩码运算

使用掩码进行位运算，快速提取片段中的信息。

javascript 复制代码

// 使用掩码获取RGB颜色的红色分量
let color = 0xffeEDC;
let red = (color & 0xff0000) >> 16;

9. 快速杜敏运算

利用异或运算实现一次杜敏运算，即不改变其他位的情况下翻转特定位。

javascript 复制代码

let flags = 5; // (101)
let mask = 2; // (010)
flags ^= mask; // 结果为7 (111)

10. 利用掩码来设置位

设置特定位为1而不影响其他位。

javascript 复制代码

let num = 4; // (100)
num |= 2; // 结果为6 (110)

11. 利用掩码来清零位

通过与运算将特定位清零。

javascript 复制代码

let num = 15; // (1111)
num &= ~8; // 结果为7 (0111)

12. 低效的按位非运算

通过按位非运算实现变量值减1。

javascript 复制代码

let num = 10;
num = ~num; // 结果为-11

13. 条件无分支

实现条件判断无需if语句，适用于某些性能敏感的场合。

javascript 复制代码

let a = 10, b = 20;
let max = a - ((a - b) & ((a - b) >> 31));

14. 检测位是否被置位

检测某一位是否为1。

javascript 复制代码

let flag = 8; // (1000)
let isSet = flag & (1 << 3); // 结果为8，表示第3位被置位

15. 浮点数转整数

通过零填充右移将浮点数向下取整。

javascript 复制代码

let floatNum = 3.9;
let intNum = floatNum >> 0; // 结果为3

16. RGB颜色混合

通过位运算实现简易的RGB颜色值混合。

javascript 复制代码

let color1 = 0xff00ff, color2 = 0x00ff00;
let mixed = (color1 & color2) + (((color1 ^ color2) & 0xfefefe) >> 1);

17. 模2^n取余

利用位运算快速取模2的幂。

javascript 复制代码

let num = 19;
let mod = num & (8 - 1); // 结果为3，相当于19 % 8

18. 实现布尔数组

使用位运算实现高效的布尔数组，节约空间。

javascript 复制代码

let array = 0;
array |= 1 << index; // 设置index位置为1
let isTrue = (array & (1 << index)) !== 0; // 检测index位置是否为1

19. 求相反数

通过位运算获取一个数的相反数。

javascript 复制代码

let num = -48;
let opposite = ~num + 1; // 结果为48

20.计算汉明权重

计算一个数二进制表示中1的个数（汉明权重）。

javascript 复制代码

let num = 13; // (1101)
let count = 0;
while(num) {
    count++;
    num &= num - 1; // 清除最低位的1
}
// 结果 count 为3