JavaScript的位操作符

位运算用在最基本的层次，是直接用内存中的数值的位来操作数值。

js所有的数字都以IEEE-754 64位存储，但在实际运算中，我们是操作32位的，
这个过程是这样的。

64位存储-->32位操作-->64位存储

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js中的数值分为有符号数和无符号数，区别就在于第32位数字用来表示符号还是数值，用来表示符号就是有符号数，可以表示正负数；没有符号就是无符号数，只有正数，但可以表示更大的值。

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有符号位整数

32位中的前31位用来表示数值，而第32位用于表示数值的符号，0代表正数、1代表负数。

负数是以二进制补码的形式存储的，其中正数和负数的转化形式是这样的。

1. 首先是将这位数的绝对值转化为二进制
   （如-18绝对值的二进制是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010 ）
2. 求二进制补码，即0变成1，1变成0（1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101）
3. 最后是反码加一变成补码，即求结果（1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110 ）

ECMAScript会隐藏这些细节，一般我们会看到在二进制前面加一个负号来表示负数

var num=-18;
console.log(num.toString(2))
// "-10010"

• 按位非（NOT）

操作符是（~），执行这个操作的结果就是返回数值的反码

var num1 = 25;
// 00000000000000000000000000011001
var num2 = ~num1; 
// 11111111111111111111111111100110
console.log(num2)
// -26

类似的，我们用负号运算,这体现了按位非的本质。

var num1 = 25;
var num2 = -num1 - 1;
console.log(num2)
// -26

• 按位与（AND）

操作符是（&），规则就是将两个数值对齐，然后按照下面的规则返回结果

第一个数值的值	第二个数值的值	结果
1	1	1
1	0	0
0	1	0
0	0	0

简而言之，按位与操作就是两个数值都是1的时候才返回1，否则返回0；

var result = 25 & 3;
console.log(result);
// 1
//  25 = 1 1 0 0 1 
//   3 = 0 0 0 1 1
//       ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
// AND = 0 0 0 0 1

• 按位或（OR）

第一个数值的值	第二个数值的值	结果
1	1	1
1	0	1
0	1	1
0	0	0

操作符是（|），规则遵循下表

第一个数值的值	第二个数值的值	结果
1	1	1
1	0	1
0	1	1
0	0	0

简而言之，按位或就是有一位数值是1就返回1，只有全为0的时候才返回0。

var result = 25 | 3;
console.log(result);
// 27
// 25 = 1 1 0 0 1 
//  3 = 0 0 0 1 1
//      ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
// OR = 1 1 0 1 1

• 按位异或（XOR）

第一个数值的值	第二个数值的值	结果
1	1	0
1	0	1
0	1	1
0	0	0

操作符是（^），操作数是两个，规则如下:

第一个数值的值	第二个数值的值	结果
1	1	0
1	0	1
0	1	1
0	0	0

按位异或和按位或的不同之处就在，当两个数值都是1的时候，前者返回0而后者返回1。其他的方面两个都是一样的，所以按位异或就是当只有一个1的时候才返回1。

var result = 25 ^ 3;
console.log(result);
// 26
//  25 = 1 1 0 0 1 
//   3 = 0 0 0 1 1
//       ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
// XOR = 1 1 0 1 0

• 左移

操作符是两个小于号（<<）,左移表示将指定二进制数向左移动指定的位数。比如下面例子将2向左移动5位

var value = 2;
var result = value << 5;
console.log(result);
// 64
// 00010 → 0001000000 

向左移位后，右侧会多出5个空位，这些空位将会以0填充。
注意，左移不会影响符号位，意思就是符号位是独立的，不会改变。例如-2左移5位，得到的是-64而非64。

var value = -2;
var result = value << 5;
console.log(result);
// -64

• 有符号右移

操作符是两个大于号（>>）,右移表示将指定二进制数向右移动指定的位数。比如下面例子将64向右移动5位

var value = 64;
var result = value >> 5;
console.log(result);
// 2
// 00000000000000000000000001000000
// 00000000000000000000000000000010

同样的，在位移过程中，左侧会出现空位，这时候会用符号位的值来填充所有空位，以便得到一个完整的值。

var value = -64;
var result = value >> 5;
console.log(result);
// -2
// 11111111111111111111111110000000
// 11111111111111111111111111111110

• 无符号右移

无符号右移的操作符是3个大于号（>>>），
这个操作符会将所有32位数值向右移动，右侧空位以0填充。

var value1 = 64;
var result1 = value1 >>> 5;
console.log(result1);
// 2

var value2 = -64;
var result2 = value2 >>> 5;
console.log(result2);
// 134217726
// 
// 11111111111111111111111111100000
// 无符号左移5位
// 00000111111111111111111111111110

无符号右移会把负数的二进制码当成正数的二进制码，所以这会导致负数的无符号右移结果特别大。