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JS的二進(jìn)制操作

MartinDai / 1769人閱讀

摘要：之前在某個項目中，遇到了許多的二進(jìn)制操作場景，因此總結(jié)下中的二進(jìn)制操作方法。有符號右移將的二進(jìn)制表示向右移位，丟棄被移出的位。用來表示原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存區(qū)，但是不可直接對進(jìn)行操作，需要借助或者類型數(shù)組對象來對緩存區(qū)的內(nèi)容進(jìn)行讀寫。

之前在某個項目中，遇到了許多JS的二進(jìn)制操作場景，因此總結(jié)下JS中的二進(jìn)制操作方法。

所謂二進(jìn)制操作，是指操作變量實際存儲的值，比如獲取字符A的Unicode值，或者將值100填入到8個字節(jié)中。

1. 位操作符

JS中的位操作與很多語言類似，具體的位運算符如下表所示。

運算符 用法 描述
按位與 a & b 對于每一個比特位，只有兩個操作數(shù)相應(yīng)的比特位都是1時，結(jié)果才為1，否則為0。
按位或 a | b 對于每一個比特位，當(dāng)兩個操作數(shù)相應(yīng)的比特位至少有一個1時，結(jié)果為1，否則為0。
按位異或 a ^ b 對于每一個比特位，當(dāng)兩個操作數(shù)相應(yīng)的比特位有且只有一個1時，結(jié)果為1，否則為0。
按位非 ~ a 反轉(zhuǎn)操作數(shù)的比特位，即0變成1，1變成0。
左移 a << b 將 a 的二進(jìn)制形式向左移 b (< 32) 比特位，右邊用0填充。
有符號右移 a >> b 將 a 的二進(jìn)制表示向右移 b (< 32) 位，丟棄被移出的位。
無符號右移 a >>> b 將 a 的二進(jìn)制表示向右移 b (< 32) 位，丟棄被移出的位，并使用 0 在左側(cè)填充。
2. 字符和Unicode編碼

在介紹具體的方法前，我們需要先了解下UCS-2和UTF-16編碼。

UCS-2是一個16bit長度的編碼集，它的表示范圍是0到0xFFFF。UTF-16的表示范圍是0到0x10FFFF，它由1個或者2個16bit的編碼單元組成。其中UCS-2是UTF-16的子集，UTF-16編碼在0到0x00FFFF的范圍稱為BMP（基本多文種平面），BMP與UCS-2的編碼完全一致。

更詳細(xì)的說明可以參考這里。

2.1 String.fromCharCode

fromCharCode 方法返回指定的UCS-2編碼對應(yīng)的字符串。它是String上的靜態(tài)方法，不可通過字符串對象直接訪問。

因為入?yún)⑹荱CS-2編碼值，所以不能多于16bit，即入?yún)⒅狄∮?5536。如果入?yún)⑿枰笥?5536，可以使用 String.fromCodePoint 。

String.fromCharCode(65) // A
String.fromCharCode(65, 66, 68) // ABD
2.2 String.prototype.charCodeAt

charCodeAt 返回字符串指定位置的字符的UTF-16編碼。該方法可以直接從字符串對象進(jìn)行調(diào)用。

如果該字符不能使用一個UTF-16編碼單元（16bit）來表示時，該方法只會返回第一個編碼單元。如果需要獲取完整的編碼，可以使用 String.prototype.codePointAt 。

"AB".charCodeAt(0) // 65
"AB".charCodeAt(1) // 66
3. ArrayBuffer

ArrayBuffer用來表示原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存區(qū)，但是不可直接對ArrayBuffer進(jìn)行操作，需要借助DataView或者類型數(shù)組對象來對緩存區(qū)的內(nèi)容進(jìn)行讀寫。

3.1 DataView

DataView 可以理解為數(shù)據(jù)視窗，通過 DataView 對象可以對 ArrayBuffer 進(jìn)行讀寫操作。

const buffer = new ArrayBuffer(4); // 申請2個字節(jié)長度的緩存區(qū)
const view1 = new DataView(buffer); // view1的范圍是整個緩存區(qū)
const view2 = new DataView(buffer, 2, 1) // view2的范圍是從第2個字節(jié)開始往后的一個字節(jié)

// 向一個16bit的內(nèi)容中填入一個帶符號的數(shù)
// 參數(shù)的含義依次為 輸入內(nèi)容的位置、輸入的值、是否使用小端方式(默認(rèn)大端）
view1.setInt16(0, 0x0A0B, false);
view1.getInt8(0); // 10，即0x0A
view1.getInt8(1); // 11，即0x0B

view2.setUint8(0, 255);
view2.getInt8(0); // 按照有符號數(shù)來讀取，結(jié)果為-1

更多的操作方法可以參考DataView。

3.2 類型數(shù)組對象

類型數(shù)組對象有很多種，比如Uint8Array, Int32Array等。將ArrayBuffer轉(zhuǎn)化為類型數(shù)組后，就可以像數(shù)組一樣來操作緩存區(qū)。

const buffer = new ArrayBuffer(8);

const arr1 = new Int16Array(buffer);
const arr2 = new Uint8Array(buffer);

arr1[0] = 256;
arr2[6] = 255;

console.log(arr1); // [256, 0, 0, 255]
console.log(arr2); // [0, 1, 0, 0, 0, 0, 255, 0]

參考文獻(xiàn)

按位操作符 - JavaScript | MDN

Unicode字符平面映射

JavaScript’s internal character encoding: UCS-2 or UTF-16?

String.fromCharCode() - JavaScript | MDN

String.prototype.charCodeAt() - JavaScript | MDN

ArrayBuffer - JavaScript | MDN

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