你真的了解JavaScript的右移操作吗?

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问题

最近踩了个坑。。。首先,来看个例子吧。

console.log(4000000000 >> 1);

将上面代码在浏览器中运行,你会得到什么结果呢?

知识介绍

按位操作符

将操作数当作32位的比特序列(由0和1组成),操作操作数的二进制形式,返回值依然是标准的JavaScript数值。

按位移动操作符

先将操作数转换为大端字节序的32位整数,并返回与左操作数相同类型的结果。

字节序

计算机是以字节为单位进行存储的,一个字节是8位bit,用32位bit表示的整数会占4个字节,这4个字节的在计算机中存储的相对位置关系就构成了字节序。

简单来说,大端字节序就是32位整数中,高位字节在前,和我们平时的阅读顺序是一致的。

实践

上面的知识有点抽象,看过之后应该手动黑人问号❓

为了简单起见,我们用2^31(16进制表示为8FFF)这个数来进行问题出现的原因。

var num = Math.pow(2, 31);
console.log(num >> 1);

原理分析

num的32位bit表示为:1000,0000,0000,0000

右移一位后数值的二进制表示为:1100,0000,0000,0000

按照有符号数在计算机内的表示形式(二进制补码),具体内容可以参考这篇文章。我们可以将移位后的二进制补码转换成原码:

  1. 对非符号位进行取反,结果为:1000,1111,1111,1111
  2. 对取反结果加1,结果为:1100,0000,0000,0000
  3. 由于最高位是符号为,我们得到结果为-Math.pow(2, 30) = -1073741824

换一种思路

32位补码1000,0000,0000,0000,表示的有符号数是:-Math.pow(2,31) = -2147483648, 这个数右移一位(除以2)后,就是-1073741824

超过32bit的数怎么办

粗暴截取低32位,然后按照上述方式进行移动,可以试试下面的代码,应该能进一步理解。

console.log(Math.pow(2,32) >> 1);
console.log((Math.pow(2,32) + Math.pow(2,31)) >> 1);

总结

由于JavaScript本身能表示的整数是比较大的(可以通过Number.MAX_SAFE_INTEGER进行查看),所以反倒显得其右移操作比较奇怪。

在不能确定数值的大小范围时,还是老老实实使用除法操作会比较好