JavaScript 位元運算符

JavaScript 的位元運算符一共有7個，分別是&、|、^、~、>、>>>（C#沒有這個運算符，但是C#可以透過>>的邏輯右移來實現此運算），位元運算的操作都是透過二進位進行的。

按位與運算符（&）

當兩個數相同位都為1時返回1，否則返回0，例如1&2=0，1的二進位表示為0001，2的二進位表示為0010，二者的運算則回傳0000。

位元或運算子（|）

當兩個數相同位數字不同的時候返回1，否則返回0，例如1|2=3。

位元異或運算子（^）

當兩個數相同位元僅有一個為1的時候返回1，否則返回0，例如1^2=3。

位元非運算子（~）

~是一個一元運算符，它將所有位數取反。這裡首先必須要說下負數的存儲，負數是以其正數的二進制補碼進行存儲的，所以我們在進行負數的運算時，必須要正確的獲取其二進制編碼，也就是其正數的​​二進制補碼。補碼是取反然後加1來實現，下面看範例：

先計算3的反碼：3的二進位形式為00000011，其反碼為11111100，其補碼為11111101，所以-3的二進位編碼為11111101，那麼我們要求~-3，就是取其反碼，為00000010，這就是-3的反碼，將其轉換為十進位為2。

多試幾個就會發現，其實一個數的反碼就是其十進制的相反數減去1。

左移運算子（

左移運算子就是將數的所有位元集體左移，第一位變成第二位，第二位變成第三位。 。 。空出的新位用0補充。例如1

這裡我們可以發現左移運算就是將其十進位數乘以2的位數次方。

帶符號的右移運算子（>>）

既然左移是乘以2，那麼右移肯定應該是除以2了，事實上就是這樣子的，如果數字本身為正數，則在高位補0，若為負數則在高位補1。例如3>>1=1，-3>>1=-2。3的二進位編碼表示為0000 0011，將其向右移動1位，得到0000 0001，轉換為十進位就是1，-3的二進位編碼為1111 1101，將其向右移動1位得到1111 1110，這是負數，負數轉換為十進制，先減一得到1111 1101，取反為0000 0010，得到-2。

帶符號的右移運算就是將其十進制數除以2的位數次方，並捨棄餘數。

無符號的右移運算子（>>>）

正數的無符號右移運算結果跟帶符號的右移運算是一樣的，主要是負數的無符號右移運算。它跟帶符號的右移的區別就在於，不管是正數還是負數，高位都以0補充，所以對正數來說帶符號和無符號的運算都是一樣的，而對於負數來說則是天壤之別。例如：-1>>>1=2147483647，數字很恐怖是吧，看看計算過程：-1的二進位編碼為1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111，將其右移1位，並補11011 1111 1111 1111 1111 1111 1111，第一位為0，是正數，將其轉換為十進位就是230+229+……+20=230(1-1/231)/(1-1/2)=231- 1=2147483647，這樣最終得到了我們需要的結果，結果很恐怖，慎用！

位運算符的應用：

談了這麼久，最終的目的還是為了去用這些運算符，看些例子：

顏色的RGB值和十六進制的轉換：例如一個顏色值：# 33cc10，前兩位代表紅色（R），中間兩位代表綠色（G），後兩位代表藍色（B），將其轉換為二進位編碼為：0011 0011 1100 1100 0001 0000（賦給color），首先我們要取得紅色值，需要將其右移16位，color>>16，也就是0000 0000 0000 0000 0011 0011，這樣子我們取得到R=51，那麼我們要取得綠色值就需要將其先右移8位，color>>8，得到0000 0000 0011 0011 1100 1100，然後將前八位變為0，0000 0000 0011 0011 1100 1100|0000 000010 00 0000 1100 1100，這樣子我們得到G=204，最後取藍色值，就是簡單的將其前八位變為0，color | 0000 0000 0000 0000 0001 0000，我們得到B=16，#33cc10轉化為RGB值就是(51,204,16 )。反過來RGB轉換成十六進位正好是反過來的方法，就是G

判斷一個節點是否為另一個節點的父節點：例如有兩個節點a和b，ie的方法是a.contains(b)來決定a是否為b的子節點，而其它現代瀏覽器所使用的方法是a.compareDocumentPosition(b)，這個回傳結果並不是一個boolean值，如果a和b是同一個節點則回傳0，a和b在不同的document內或至少有一個在document之外則回傳1，如果b在a之前則回傳2，a在b之前則回傳4，b包含a則回傳8，a包含b則回傳16，32則為瀏覽器獨享。 0、1、2、4、8、16的二進位編碼分別為0000 0000、0000 0001、0000 0010、0000 0100、0000 1000、0001 0000，我們可以透過透過核對.compareDomentP對true還是false來判斷a是否為b的節點，那為什麼不用a.compareDocumentPosition(b) == 16判斷呢？因為a.compareDocumentPosition(b)回傳的應該是20（4+ 16），所以倒可以用a.compareDocumentPosition(b) == 20來運算，用&運算子的好處在於我們不需要考慮這些，我們只需要考慮它和我們需要的值16的&運算是否可以回傳true。 （John Resig有一個模擬compareDocumentPosition的方法，讓其在ie下同樣適用，有興趣的可以參考文末的連結~）

按位左移運算：我們知道按位左移1位，就是乘以2，那我們可以用a

位元右移：一方面，可以用a>>1取代a/2，另外位元右移可以方便的將小數轉換為整數，如3.1415>>0=3，因為以位移運算會將運算數字必須為整數（詳細請參考ECMA-262 手冊），所以操作後將捨棄小數位~

注：位運算符要求它的數字運算數是整數的，並且這些運算數是用32位的整數來表示的，第32位是符號位。而且運算數限制在32位元的整數範圍內，同時要求右邊的運算數在0到31之間。 （本文二進位編碼並不規範，僅為方便使用~）