JavaScript按位运算符详解与实战应用

JavaScript按位运算符概述

多数编程语言都内置了按位运算符，这类运算符在C、C++等系统级语言中应用广泛，但在JavaScript、ActionScript等脚本语言中相对少见。然而，在特定场景下合理运用按位运算符，往往能带来意想不到的优化效果。下文将结合个人理解，简要介绍JavaScript中的位操作方法（其原理同样适用于其他语言），若有疏漏之处，欢迎指正。

按位运算符将操作数视为一系列独立的二进制位，而非单纯的数值。因此，理解“位”的概念至关重要：在计算机内存中，数值或字符均以0和1的序列形式存储，每一个0或1被称为一个“位”。例如，十进制数2在内存中表示为 0 0 0 0 0 0 1 0。当改变这些位的值时，其所代表的意义也会随之变化。比如将2的二进制表示左移一位，变为 0 0 0 0 0 1 0 0，此时其十进制值变为4。这就是按位操作符的基本运算原理。

六大按位运算符详解

JavaScript中主要包含6种按位运算符： & 按位与（Bitwise AND） | 按位或（Bitwise OR） ^ 按位异或（Bitwise XOR） ~ 按位取反（Bitwise NOT） >> 右移（Right Shift） << 左移（Left Shift）

1. & 运算符 & 是一个二元运算符，它通过特定规则组合两个操作数中对应的位：如果对应位均为1，则结果位为1；只要任意一个操作数的对应位为0，结果位即为0。 以 1 & 3 为例，结果为 1。 具体运算过程如下： 1 的二进制表示为 0 0 0 0 0 0 1 3 的二进制表示为 0 0 0 0 0 1 1 根据 & 的规则进行逐位比较，得到的结果为 0 0 0 0 0 0 0 1，即十进制的 1。

只要任何一位是0 &运算的结果就是 0，所以可以用&把某个变量不必要的位设为0, 比如某个变量的二进制表示为 0 1 0 0 1 0 0 1, 我想保留低4位，消除高4位 用 & 0x0F就可以了（住：0x0F为16进制表示法，对应的二进制为 0 0 0 0 1 1 1 1），这个特性有个很重要的应用，在后面会提到。

2. | 运算符 | 运算符与 & 的区别在于：只要对应的位中任意一个操作数为1，结果位即为1。 例如，1 | 3 的结果为 3。

3. ^ 运算符 ^ 运算符与 | 类似，但关键区别在于：如果两个操作位都为1，则结果位为0；否则为1。 示例运算： 操作数1：0 1 0 0 0 0 0 1 操作数2：0 1 0 1 1 0 1 0 结果： 0 0 0 1 1 0 1 1

4. ~ 运算符 ~ 是单目运算符，用于对位进行求反，即把1变为0，把0变为1。

5. 移位运算符 移位运算符将位序列按指定的位数向左或向右移动。<< 表示左移，>> 表示右移。在移位过程中，移出的位将被丢弃，而空出的高位或低位则补0。

例如，二进制数 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1（十进制16387）： 向左移动两位后变为 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0（十进制12）； 向右移动两位后变为 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0（十进制4096）。

按位运算符的实际应用

下面介绍一些具体的应用场景。 前文提到，数值向前移动1位相当于乘以2，利用这一特性可以进行快速乘法运算： 2 << 1 = 4 3 << 1 = 6 4 << 1 = 8 同理，右移运算（>>）可用于实现快速除法。

对于任何小数，将其右移0位（>> 0）即可实现取整效果。 例如：3.14159 >> 0 = 3。

^ 运算符还有一个有趣的特性，可用于在不使用临时变量的情况下交换两个变量的值。具体代码如下：

<script>
var n1 = 3;
var n2 = 4;
n1 ^= n2;
n2 ^= n1;
n1 ^= n2;
</script>