算术运算符
概述
JavaScript共提供10个算术运算符,用来完成基本的算术运算。
- 加法运算符:
x + y
- 减法运算符:
x - y
- 乘法运算符:
x * y
- 除法运算符:
x / y
- 指数运算符:
x ** y
- 余数运算符:
x % y
- 自增运算符:
++x
或者x++
- 自减运算符:
--x
或者x--
- 数值运算符:
+x
- 负数值运算符:
-x
加法运算符
基本规则
加法运算符(+
)是最常见的运算符,用来求两个数值的和。
JavaScript允许非数值的相加。
true + true // 2
1 + true // 2
上面代码中的这两种情况,布尔值都会自动转成数值,然后再相加。
比较特殊的是,如果是两个字符串相加,这时加法运算符会变成连接运算符,返回一个新的字符串,将两个原字符串连接在一起。
'a' + 'bc' // "abc"
如果一个运算子是字符串,另一个运算子是非字符串,这时非字符串会转成字符串,再连接在一起。
1 + 'a' // "1a"
false + 'a' // "falsea"
加法运算符是在运行时决定,到底是执行相加,还是执行连接。也就是说,运算子的不同,导致了不同的语法行为,这种现象称为“重载”(overload
)。由于加法运算符存在重载,可能执行两种运算,使用的时候必须很小心。
'3' + 4 + 5 // "345"
3 + 4 + '5' // "75"
上面代码中,由于从左到右的运算次序,字符串的位置不同会导致不同的结果。
除了加法运算符,其他算术运算符(比如减法、除法和乘法)都不会发生重载。它们的规则是:所有运算子一律转为数值,再进行相应的数学运算。
1 - '2' // -1
1 * '2' // 2
1 / '2' // 0.5
对象的相加
如果运算子是对象,必须先转成原始类型的值,然后再相加。
var obj = { p: 1 };
obj + 2 // "[object Object]2"
上面代码中,对象obj
转成原始类型的值是[object Object]
,再加2就得到了上面的结果。
对象转成原始类型的值,规则如下。
首先,自动调用对象的valueOf
方法。
var obj = { p: 1 };
obj.valueOf() // { p: 1 }
一般来说,对象的valueOf
方法总是返回对象自身,这时再自动调用对象的toString
方法,将其转为字符串。
var obj = { p: 1 };
obj.valueOf().toString() // "[object Object]"
对象的toString
方法默认返回[object Object]
。
知道了这个规则以后,就可以自己定义valueOf
方法或toString
方法,得到想要的结果。
var obj = {
valueOf: function () {
return 1;
}
};
obj + 2 // 3
这个例子中,由于valueOf
方法直接返回一个原始类型的值,所以不再调用toString
方法。
下面是自定义toString
方法的例子。
var obj = {
toString: function () {
return 'hello';
}
};
obj + 2 // "hello2"
这里有一个特例,如果运算子是一个Date
对象的实例,那么会优先执行toString
方法。
var obj = new Date();
obj.valueOf = function () { return 1 };
obj.toString = function () { return 'hello' };
obj + 2 // "hello2"
余数运算符
余数运算符(%
)返回前一个运算子被后一个运算子除,所得的余数。
12 % 5 // 2
需要注意的是,运算结果的正负号由第一个运算子的正负号决定。
-1 % 2 // -1
1 % -2 // 1
所以,为了得到负数的正确余数值,可以先使用绝对值函数。
// 错误的写法
function isOdd(n) {
return n % 2 === 1;
}
isOdd(-5) // false
isOdd(-4) // false
// 正确的写法
function isOdd(n) {
return Math.abs(n % 2) === 1;
}
isOdd(-5) // true
isOdd(-4) // false
余数运算符还可以用于浮点数的运算。但是,由于浮点数不是精确的值,无法得到完全准确的结果。
6.5 % 2.1
// 0.19999999999999973
自增和自减运算符
自增和自减运算符,是一元运算符,只需要一个运算子。它们的作用是将运算子首先转为数值,然后加上1或者减去1。它们会修改原始变量。
var x = 1;
++x // 2
x // 2
--x // 1
x // 1
上面代码的变量x
自增后,返回2,再进行自减,返回1。这两种情况都会使得,原始变量x
的值发生改变。
运算之后,变量的值发生变化,这种效应叫做运算的副作用。自增和自减运算符是仅有的两个具有副作用的运算符,其他运算符都不会改变变量的值。
自增和自减运算符有一个需要注意的地方,就是放在变量之后,会先返回变量操作前的值,再进行自增/自减操作;放在变量之前,会先进行自增/自减操作,再返回变量操作后的值。
var x = 1;
var y = 1;
x++ // 1
++y // 2
上面代码中,x
是先返回当前值,然后自增,所以得到1;y
是先自增,然后返回新的值,所以得到2。
数值运算符,负数值运算符
数值运算符(+
)同样使用加号,但它是一元运算符(只需要一个操作数),而加法运算符是二元运算符(需要两个操作数)。
数值运算符的作用在于可以将任何值转为数值(与Number
函数的作用相同)。
+true // 1
+[] // 0
+{} // NaN
上面代码表示,非数值经过数值运算符以后,都变成了数值(最后一行NaN
也是数值)。
负数值运算符(-
),也同样具有将一个值转为数值的功能,只不过得到的值正负相反。连用两个负数值运算符,等同于数值运算符。
var x = 1;
-x // -1
-(-x) // 1
上面代码最后一行的圆括号不可少,否则会变成自减运算符。
数值运算符号和负数值运算符,都会返回一个新的值,而不会改变原始变量的值。
指数运算符
指数运算符(**
)完成指数运算,前一个运算子是底数,后一个运算子是指数。
2 ** 4 // 16
注意,指数运算符是右结合,而不是左结合。即多个指数运算符连用时,先进行最右边的计算。
// 相当于 2 ** (3 ** 2)
2 ** 3 ** 2
// 512
赋值运算符
赋值运算符用于给变量赋值。
最常见的赋值运算符,当然就是等号(=
)。
// 将 1 赋值给变量 x
var x = 1;
// 将变量 y 的值赋值给变量 x
var x = y;
赋值运算符还可以与其他运算符结合,形成变体。下面是与算术运算符的结合。
// 等同于 x = x + y
x += y
// 等同于 x = x - y
x -= y
// 等同于 x = x * y
x *= y
// 等同于 x = x / y
x /= y
// 等同于 x = x % y
x %= y
// 等同于 x = x ** y
x **= y
下面是与位运算符的结合。
// 等同于 x = x >> y
x >>= y
// 等同于 x = x << y
x <<= y
// 等同于 x = x >>> y
x >>>= y
// 等同于 x = x & y
x &= y
// 等同于 x = x | y
x |= y
// 等同于 x = x ^ y
x ^= y
这些复合的赋值运算符,都是先进行指定运算,然后将得到值返回给左边的变量。
比较运算符
概述
比较运算符用于比较两个值的大小,然后返回一个布尔值,表示是否满足指定的条件。
2 > 1 // true
注意,比较运算符可以比较各种类型的值,不仅仅是数值。
JavaScript 一共提供了8个比较运算符。
-
>
大于运算符 -
<
小于运算符 -
<=
小于或等于运算符 -
>=
大于或等于运算符 -
==
相等运算符 -
===
严格相等运算符 -
!=
不相等运算符 -
!==
严格不相等运算符
这八个比较运算符分成两类:相等比较和非相等比较。两者的规则是不一样的,对于非相等的比较,算法是先看两个运算子是否都是字符串,如果是的,就按照字典顺序比较(实际上是比较Unicode码点);否则,将两个运算子都转成数值,再比较数值的大小。
非相等运算符:字符串的比较
字符串按照字典顺序进行比较。
'cat' > 'dog' // false
'cat' > 'catalog' // false
JavaScript 引擎内部首先比较首字符的Unicode码点。如果相等,再比较第二个字符的Unicode码点,以此类推。
'cat' > 'Cat' // true'
上面代码中,小写的c
的Unicode码点(99)大于大写的C
的 Unicode 码点(67),所以返回true
。
由于所有字符都有Unicode码点,因此汉字也可以比较。
'大' > '小' // false
上面代码中,“大”的Unicode码点是22823,“小”是23567,因此返回false
。
非相等运算符:非字符串的比较
如果两个运算子之中,至少有一个不是字符串,需要分成以下两种情况。
1.原始类型值
如果两个运算子都是原始类型的值,则是先转成数值再比较。
5 > '4' // true
// 等同于 5 > Number('4')
// 即 5 > 4
true > false // true
// 等同于 Number(true) > Number(false)
// 即 1 > 0
2 > true // true
// 等同于 2 > Number(true)
// 即 2 > 1
这里需要注意与NaN
的比较。任何值(包括NaN
本身)与NaN
比较,返回的都是false
。
1 > NaN // false
1 <= NaN // false
'1' > NaN // false
'1' <= NaN // false
NaN > NaN // false
NaN <= NaN // false
2.对象
如果运算子是对象,会转为原始类型的值,再进行比较。
对象转换成原始类型的值,算法是先调用valueOf
方法;如果返回的还是对象,再接着调用toString
方法。
var x = [2];
x > '11' // true
// 等同于 [2].valueOf().toString() > '11'
// 即 '2' > '11'
x.valueOf = function () { return '1' };
x > '11' // false
// 等同于 [2].valueOf() > '11'
// 即 '1' > '11'
两个对象之间的比较也是如此。
[2] > [1] // true
// 等同于 [2].valueOf().toString() > [1].valueOf().toString()
// 即 '2' > '1'
[2] > [11] // true
// 等同于 [2].valueOf().toString() > [11].valueOf().toString()
// 即 '2' > '11'
{ x: 2 } >= { x: 1 } // true
// 等同于 { x: 2 }.valueOf().toString() >= { x: 1 }.valueOf().toString()
// 即 '[object Object]' >= '[object Object]'
严格相等运算符
JavaScript 提供两种相等运算符:==
和===
。
简单说,它们的区别是相等运算符(==
)比较两个值是否相等,严格相等运算符(===
)比较它们是否为“同一个值”。如果两个值不是同一类型,严格相等运算符(===
)直接返回false
,而相等运算符(==
)会将它们转换成同一个类型,再用严格相等运算符进行比较。
1.不同类型的值
如果两个值的类型不同,直接返回false
。
1 === "1" // false
true === "true" // false
2.同一类的原始类型值
同一类型的原始类型的值(数值、字符串、布尔值)比较时,值相同就返回true
,值不同就返回false
。
1 === 0x1 // true
上面代码比较十进制的1与十六进制的1,因为类型和值都相同,返回true
。
需要注意的是,NaN
与任何值都不相等(包括自身)。另外,正0等于负0。
NaN === NaN // false
+0 === -0 // true
3.复合类型值
两个复合类型(对象、数组、函数)的数据比较时,不是比较它们的值是否相等,而是比较它们是否指向同一个地址。
{} === {} // false
[] === [] // false
(function () {} === function () {}) // false
上面代码分别比较两个空对象、两个空数组、两个空函数,结果都是不相等。原因是对于复合类型的值,严格相等运算比较的是,它们是否引用同一个内存地址,而运算符两边的空对象、空数组、空函数的值,都存放在不同的内存地址,结果当然是false
。
如果两个变量引用同一个对象,则它们相等。
var v1 = {};
var v2 = v1;
v1 === v2 // true
注意,对于两个对象的比较,严格相等运算符比较的是地址,而大于或小于运算符比较的是值。
var obj1 = {};
var obj2 = {};
obj1 > obj2 // false
obj1 < obj2 // false
obj1 === obj2 // false
4.undefined 和 null
undefined
和null
与自身严格相等。
undefined === undefined // true
null === null // true
由于变量声明后默认值是undefined
,因此两个只声明未赋值的变量是相等的。
var v1;
var v2;
v1 === v2 // true
严格不相等运算符
严格相等运算符有一个对应的“严格不相等运算符”(!==
),它的算法就是先求严格相等运算符的结果,然后返回相反值。
1 !== '1' // true
// 等同于
!(1 === '1')
上面代码中,感叹号!
是求出后面表达式的相反值。
相等运算符
相等运算符用来比较相同类型的数据时,与严格相等运算符完全一样。
1 == 1.0
// 等同于
1 === 1.0
比较不同类型的数据时,相等运算符会先将数据进行类型转换,然后再用严格相等运算符比较。下面分成四种情况,讨论不同类型的值互相比较的规则。
1.原始类型值
原始类型的值会转换成数值再进行比较。
1 == true // true
// 等同于 1 === Number(true)
0 == false // true
// 等同于 0 === Number(false)
2 == true // false
// 等同于 2 === Number(true)
2 == false // false
// 等同于 2 === Number(false)
'true' == true // false
// 等同于 Number('true') === Number(true)
// 等同于 NaN === 1
'' == 0 // true
// 等同于 Number('') === 0
// 等同于 0 === 0
'' == false // true
// 等同于 Number('') === Number(false)
// 等同于 0 === 0
'1' == true // true
// 等同于 Number('1') === Number(true)
// 等同于 1 === 1
'\n 123 \t' == 123 // true
// 因为字符串转为数字时,省略前置和后置的空格
2.对象与原始类型值比较
对象(这里指广义的对象,包括数组和函数)与原始类型的值比较时,对象转换成原始类型的值,再进行比较。
// 对象与数值比较时,对象转为数值
[1] == 1 // true
// 等同于 Number([1]) == 1
// 对象与字符串比较时,对象转为字符串
[1] == '1' // true
// 等同于 String([1]) == '1'
[1, 2] == '1,2' // true
// 等同于 String([1, 2]) == '1,2'
// 对象与布尔值比较时,两边都转为数值
[1] == true // true
// 等同于 Number([1]) == Number(true)
[2] == true // false
// 等同于 Number([2]) == Number(true)
上面代码中,数组[1]
与数值进行比较,会先转成数值,再进行比较;与字符串进行比较,会先转成字符串,再进行比较;与布尔值进行比较,对象和布尔值都会先转成数值,再进行比较。
3.undefined 和 null
undefined
和null
与其他类型的值比较时,结果都为false
,它们互相比较时结果为true
。
false == null // false
false == undefined // false
0 == null // false
0 == undefined // false
undefined == null // true
4.相等运算符的缺点
相等运算符隐藏的类型转换,会带来一些违反直觉的结果。
0 == '' // true
0 == '0' // true
2 == true // false
2 == false // false
false == 'false' // false
false == '0' // true
false == undefined // false
false == null // false
null == undefined // true
' \t\r\n ' == 0 // true
上面这些表达式都不同于直觉,很容易出错。因此建议不要使用相等运算符(==
),最好只使用严格相等运算符(===
)。
不相等运算符
相等运算符有一个对应的“不相等运算符”(!=
),它的算法就是先求相等运算符的结果,然后返回相反值。
1 != '1' // false
// 等同于
!(1 == '1')
布尔运算符
概述
布尔运算符用于将表达式转为布尔值,一共包含四个运算符。
- 取反运算符:
!
- 且运算符:
&&
- 或运算符:
||
- 三元运算符:
?:
取反运算符(!)
取反运算符是一个感叹号,用于将布尔值变为相反值,即true
变成false
,false
变成true
。
对于非布尔值,取反运算符会将其转为布尔值。可以这样记忆,以下六个值取反后为true
,其他值都为false
。
undefined
null
false
0
NaN
空字符串('')
!undefined // true
!null // true
!0 // true
!NaN // true
!"" // true
!54 // false
!'hello' // false
![] // false
!{} // false
上面代码中,不管什么类型的值,经过取反运算后,都变成了布尔值。
如果对一个值连续做两次取反运算,等于将其转为对应的布尔值,与Boolean
函数的作用相同。这是一种常用的类型转换的写法。
!!x
// 等同于
Boolean(x)
上面代码中,不管x
是什么类型的值,经过两次取反运算后,变成了与Boolean
函数结果相同的布尔值。所以,两次取反就是将一个值转为布尔值的简便写法。
且运算符(&&)
且运算符(&&
)往往用于多个表达式的求值。
它的运算规则是:如果第一个运算子的布尔值为true
,则返回第二个运算子的值(注意是值,不是布尔值);如果第一个运算子的布尔值为false
,则直接返回第一个运算子的值,且不再对第二个运算子求值。
't' && '' // ""
't' && 'f' // "f"
't' && (1 + 2) // 3
'' && 'f' // ""
'' && '' // ""
var x = 1;
(1 - 1) && ( x += 1) // 0
x // 1
上面代码的最后一个例子,由于且运算符的第一个运算子的布尔值为false
,则直接返回它的值0,而不再对第二个运算子求值,所以变量x
的值没变。
这种跳过第二个运算子的机制,被称为“短路”。有些程序员喜欢用它取代if
结构,比如下面是一段if
结构的代码,就可以用且运算符改写。
if (i) {
doSomething();
}
// 等价于
i && doSomething();
且运算符可以多个连用,这时返回第一个布尔值为false
的表达式的值。如果所有表达式的布尔值都为true
,则返回最后一个表达式的值。
true && 'foo' && '' && 4 && 'foo' && true // ''
1 && 2 && 3 // 3
或运算符(||)
或运算符(||
)也用于多个表达式的求值。它的运算规则是:如果第一个运算子的布尔值为true
,则返回第一个运算子的值,且不再对第二个运算子求值;如果第一个运算子的布尔值为false
,则返回第二个运算子的值。
't' || '' // "t"
't' || 'f' // "t"
'' || 'f' // "f"
'' || '' // ""
短路规则对这个运算符也适用。
var x = 1;
true || (x = 2) // true
x // 1
上面代码中,或运算符的第一个运算子为true
,所以直接返回true
,不再运行第二个运算子。所以,x
的值没有改变。这种只通过第一个表达式的值,控制是否运行第二个表达式的机制,就称为“短路”。
或运算符可以多个连用,这时返回第一个布尔值为true
的表达式的值。如果所有表达式都为false
,则返回最后一个表达式的值。
false || 0 || '' || 4 || 'foo' || true // 4
false || 0 || '' // ''
或运算符常用于为一个变量设置默认值。
function saveText(text) {
text = text || '';
// ...
}
// 或者写成
saveText(this.text || '')
上面代码表示,如果函数调用时,没有提供参数,则该参数默认设置为空字符串。
三元条件运算符(?:)
三元条件运算符由问号(?
)和冒号(:
)组成,分隔三个表达式。它是JavaScript语言唯一一个需要三个运算子的运算符。如果第一个表达式的布尔值为true
,则返回第二个表达式的值,否则返回第三个表达式的值。
't' ? 'hello' : 'world' // "hello"
0 ? 'hello' : 'world' // "world"
通常来说,三元条件表达式与if...else
语句具有同样表达效果,前者可以表达的,后者也能表达。但是两者具有一个重大差别,if...else
是语句,没有返回值;三元条件表达式是表达式,具有返回值。所以,在需要返回值的场合,只能使用三元条件表达式,而不能使用if..else
。
console.log(true ? 'T' : 'F');
上面代码中,console.log
方法的参数必须是一个表达式,这时就只能使用三元条件表达式。如果要用if...else
语句,就必须改变整个代码写法了。
二进制位运算符
概述
二进制位运算符用于直接对二进制位进行计算,一共有7个。
- 二进制或运算符(
or
):符号为|
,表示若两个二进制位都为0
,则结果为0
,否则为1
。 - 二进制与运算符(
and
):符号为&
,表示若两个二进制位都为1,则结果为1,否则为0。 - 二进制否运算符(
not
):符号为~
,表示对一个二进制位取反。 - 异或运算符(
xor
):符号为^
,表示若两个二进制位不相同,则结果为1,否则为0。 - 左移运算符(
left shift
):符号为<<
。 - 右移运算符(
right shift
):符号为>>
。 - 头部补零的右移运算符(
zero filled right shift
):符号为>>>
。
这些位运算符直接处理每一个比特位(bit
),所以是非常底层的运算,好处是速度极快,缺点是很不直观,许多场合不能使用它们,否则会使代码难以理解和查错。
有一点需要特别注意,位运算符只对整数起作用,如果一个运算子不是整数,会自动转为整数后再执行。另外,虽然在JavaScript内部,数值都是以64位浮点数的形式储存,但是做位运算的时候,是以32位带符号的整数进行运算的,并且返回值也是一个32位带符号的整数。
i = i | 0;
上面这行代码的意思,就是将i
(不管是整数或小数)转为32位整数。
利用这个特性,可以写出一个函数,将任意数值转为32位整数。
function toInt32(x) {
return x | 0;
}
上面这个函数将任意值与0
进行一次或运算,这个位运算会自动将一个值转为32位整数。下面是这个函数的用法。
toInt32(1.001) // 1
toInt32(1.999) // 1
toInt32(1) // 1
toInt32(-1) // -1
toInt32(Math.pow(2, 32) + 1) // 1
toInt32(Math.pow(2, 32) - 1) // -1
上面代码中,toInt32
可以将小数转为整数。对于一般的整数,返回值不会有任何变化。对于大于或等于2的32次方的整数,大于32位的数位都会被舍去。
二进制或运算符
二进制或运算符(|
)逐位比较两个运算子,两个二进制位之中只要有一个为1
,就返回1
,否则返回0
。
0 | 3 // 3
上面代码中,0
和3
的二进制形式分别是00
和11
,所以进行二进制或运算会得到11
(即3
)。
位运算只对整数有效,遇到小数时,会将小数部分舍去,只保留整数部分。所以,将一个小数与0
进行二进制或运算,等同于对该数去除小数部分,即取整数位。
2.9 | 0 // 2
-2.9 | 0 // -2
需要注意的是,这种取整方法不适用超过32位整数最大值2147483647
的数。
2147483649.4 | 0; // -2147483647
二进制与运算符
二进制与运算符(&
)的规则是逐位比较两个运算子,两个二进制位之中只要有一个位为0
,就返回0
,否则返回1
。
0 & 3 // 0
上面代码中,0(二进制00
)和3(二进制11
)进行二进制与运算会得到00
(即0
)。
二进制否运算符
二进制否运算符(~
)将每个二进制位都变为相反值(0
变为1
,1
变为0
)。它的返回结果有时比较难理解,因为涉及到计算机内部的数值表示机制。
~ 3 // -4
上面表达式对3
进行二进制否运算,得到-4
。之所以会有这样的结果,是因为位运算时,JavaScript内部将所有的运算子都转为32位的二进制整数再进行运算。
3
的32位整数形式是00000000000000000000000000000011
,二进制否运算以后得到11111111111111111111111111111100
。由于第一位(符号位)是1,所以这个数是一个负数。JavaScript 内部采用补码形式表示负数,即需要将这个数减去1,再取一次反,然后加上负号,才能得到这个负数对应的10进制值。这个数减去1等于11111111111111111111111111111011
,再取一次反得到00000000000000000000000000000100
,再加上负号就是-4
。考虑到这样的过程比较麻烦,可以简单记忆成,一个数与自身的取反值相加,等于-1。
~ -3 // 2
上面表达式可以这样算,-3
的取反值等于-1
减去-3
,结果为2
。
对一个整数连续两次二进制否运算,得到它自身。
~~3 // 3
所有的位运算都只对整数有效。二进制否运算遇到小数时,也会将小数部分舍去,只保留整数部分。所以,对一个小数连续进行两次二进制否运算,能达到取整效果。
~~2.9 // 2
~~47.11 // 47
~~1.9999 // 1
~~3 // 3
使用二进制否运算取整,是所有取整方法中最快的一种。
对字符串进行二进制否运算,JavaScript引擎会先调用Number
函数,将字符串转为数值。
// 相当于~Number('011')
~'011' // -12
// 相当于~Number('42 cats')
~'42 cats' // -1
// 相当于~Number('0xcafebabe')
~'0xcafebabe' // 889275713
// 相当于~Number('deadbeef')
~'deadbeef' // -1
对于其他类型的值,二进制否运算也是先用Number
转为数值,然后再进行处理。
// 相当于 ~Number([])
~[] // -1
// 相当于 ~Number(NaN)
~NaN // -1
// 相当于 ~Number(null)
~null // -1
异或运算符
异或运算(^
)在两个二进制位不同时返回1
,相同时返回0
。
0 ^ 3 // 3
上面表达式中,0
(二进制00
)与3
(二进制11
)进行异或运算,它们每一个二进制位都不同,所以得到11
(即3
)。
“异或运算”有一个特殊运用,连续对两个数a
和b
进行三次异或运算,a^=b; b^=a; a^=b;
,可以互换它们的值。这意味着,使用“异或运算”可以在不引入临时变量的前提下,互换两个变量的值。
var a = 10;
var b = 99;
a ^= b, b ^= a, a ^= b;
a // 99
b // 10
这是互换两个变量的值的最快方法。
异或运算也可以用来取整。
12.9 ^ 0 // 12
左移运算符
左移运算符(<<
)表示将一个数的二进制值向左移动指定的位数,尾部补0
,即乘以2
的指定次方。向左移动的时候,最高位的符号位是一起移动的。
// 4 的二进制形式为100,
// 左移一位为1000(即十进制的8)
// 相当于乘以2的1次方
4 << 1 // 8
-4 << 1 // -8
上面代码中,-4
左移一位得到-8
,是因为-4
的二进制形式是11111111111111111111111111111100
,左移一位后得到11111111111111111111111111111000
,该数转为十进制(减去1后取反,再加上负号)即为-8
。
如果左移0位,就相当于将该数值转为32位整数,等同于取整,对于正数和负数都有效。
13.5 << 0
// 13
-13.5 << 0
// -13
左移运算符用于二进制数值非常方便。
var color = {r: 186, g: 218, b: 85};
// RGB to HEX
// (1 << 24)的作用为保证结果是6位数
var rgb2hex = function(r, g, b) {
return '#' + ((1 << 24) + (r << 16) + (g << 8) + b)
.toString(16) // 先转成十六进制,然后返回字符串
.substr(1); // 去除字符串的最高位,返回后面六个字符串
}
rgb2hex(color.r, color.g, color.b) // "#bada55"
上面代码使用左移运算符,将颜色的RGB值转为HEX值。
右移运算符
右移运算符(>>
)表示将一个数的二进制值向右移动指定的位数。如果是正数,头部全部补0
;如果是负数,头部全部补1
。右移运算符基本上相当于除以2
的指定次方(最高位即符号位参与移动)。
4 >> 1 // 2
/*
// 因为4的二进制形式为 00000000000000000000000000000100,
// 右移一位得到 00000000000000000000000000000010,
// 即为十进制的2
*/
-4 >> 1 // -2
/*
// 因为-4的二进制形式为 11111111111111111111111111111100,
// 右移一位,头部补1,得到 11111111111111111111111111111110,
// 即为十进制的-2
*/
右移运算可以模拟 2 的整除运算。
5 >> 1 // 2
// 相当于 5 / 2 = 2
21 >> 2 // 5
// 相当于 21 / 4 = 5
21 >> 3 // 2
// 相当于 21 / 8 = 2
21 >> 4 // 1
// 相当于 21 / 16 = 1
头部补零的右移运算符
头部补零的右移运算符(>>>
)与右移运算符(>>
)只有一个差别,就是一个数的二进制形式向右移动时,头部一律补零,而不考虑符号位。所以,该运算总是得到正值。对于正数,该运算的结果与右移运算符(>>
)完全一致,区别主要在于负数。
4 >>> 1 // 2
-4 >>> 1 // 2147483646
/*
// 因为-4的二进制形式为11111111111111111111111111111100,
// 带符号位的右移一位,得到01111111111111111111111111111110,
// 即为十进制的2147483646。
*/
这个运算实际上将一个值转为32位无符号整数。
查看一个负整数在计算机内部的储存形式,最快的方法就是使用这个运算符。
-1 >>> 0 // 4294967295
上面代码表示,-1
作为32位整数时,内部的储存形式使用无符号整数格式解读,值为 4294967295(即(2^32)-1
,等于11111111111111111111111111111111
)。
开关作用
位运算符可以用作设置对象属性的开关。
假定某个对象有四个开关,每个开关都是一个变量。那么,可以设置一个四位的二进制数,它的每个位对应一个开关。
var FLAG_A = 1; // 0001
var FLAG_B = 2; // 0010
var FLAG_C = 4; // 0100
var FLAG_D = 8; // 1000
上面代码设置 A、B、C、D 四个开关,每个开关分别占有一个二进制位。
然后,就可以用二进制与运算检验,当前设置是否打开了指定开关。
var flags = 5; // 二进制的0101
if (flags & FLAG_C) {
// ...
}
// 0101 & 0100 => 0100 => true
上面代码检验是否打开了开关C
。如果打开,会返回true
,否则返回false
。
现在假设需要打开A
、B
、D
三个开关,我们可以构造一个掩码变量。
var mask = FLAG_A | FLAG_B | FLAG_D;
// 0001 | 0010 | 1000 => 1011
上面代码对A
、B
、D
三个变量进行二进制或运算,得到掩码值为二进制的1011
。
有了掩码,二进制或运算可以确保打开指定的开关。
flags = flags | mask;
二进制与运算可以将当前设置中凡是与开关设置不一样的项,全部关闭。
flags = flags & mask;
异或运算可以切换当前设置,即第一次执行可以得到当前设置的相反值,再执行一次又得到原来的值。
flags = flags ^ mask;
二进制否运算可以翻转当前设置,即原设置为0
,运算后变为1
;原设置为1
,运算后变为0
。
flags = ~flags;
其他运算符,运算顺序
void 运算符
void
运算符的作用是执行一个表达式,然后不返回任何值,或者说返回undefined
。
void 0 // undefined
void(0) // undefined
上面是void
运算符的两种写法,都正确。建议采用后一种形式,即总是使用圆括号。因为void
运算符的优先性很高,如果不使用括号,容易造成错误的结果。比如,void 4 + 7
实际上等同于(void 4) + 7
。
下面是void
运算符的一个例子。
var x = 3;
void (x = 5) // undefined
x // 5
这个运算符的主要用途是浏览器的书签工具,以及在超级链接中插入代码防止网页跳转。
<script>
function f() {
console.log('Hello World');
}
</script>
<a href="http://example.com" onclick="f(); return false;">点击</a>
上面代码中,点击链接后,会先执行onclick
的代码,由于onclick
返回false
,所以浏览器不会跳转到example.com
。
void
运算符可以取代上面的写法。
<a href="javascript: void(f())">文字</a>
下面是一个更实际的例子,用户点击链接提交表单,但是不产生页面跳转。
<a href="javascript: void(document.form.submit())">
提交
</a>
逗号运算符
逗号运算符用于对两个表达式求值,并返回后一个表达式的值。
'a', 'b' // "b"
var x = 0;
var y = (x++, 10);
x // 1
y // 10
逗号运算符的一个用途是,在返回一个值之前,进行一些辅助操作。
var value = (console.log('Hi!'), true); // Hi!
value // true
运算顺序
优先级
JavaScript各种运算符的优先级别是不一样的。优先级高的运算符先执行,优先级低的运算符后执行。
4 + 5 * 6 // 34
上面的代码中,乘法运算符(*
)的优先性高于加法运算符(+
),所以先执行乘法,再执行加法,相当于下面这样。
4 + (5 * 6) // 34
如果多个运算符混写在一起,常常会导致令人困惑的代码。
var x = 1;
var arr = [];
var y = arr.length <= 0 || arr[0] === undefined ? x : arr[0];
上面代码中,变量y
的值就很难看出来,因为这个表达式涉及5个运算符,到底谁的优先级最高,实在不容易记住。
根据语言规格,这五个运算符的优先级从高到低依次为:小于等于(<=
)、严格相等(===
)、或(||
)、三元(?:
)、等号(=
)。因此上面的表达式,实际的运算顺序如下。
var y = ((arr.length <= 0) || (arr[0] === undefined)) ? x : arr[0];
记住所有运算符的优先级,是非常难的,也是没有必要的。
圆括号的作用
圆括号(()
)可以用来提高运算的优先级,因为它的优先级是最高的,即圆括号中的表达式会第一个运算。
(4 + 5) * 6 // 54
运算符的优先级别十分繁杂,且都是硬性规定,因此建议总是使用圆括号,保证运算顺序清晰可读,这对代码的维护和除错至关重要。
顺便说一下,圆括号不是运算符,而是一种语法结构。它一共有两种用法:一种是把表达式放在圆括号之中,提升运算的优先级;另一种是跟在函数的后面,作用是调用函数。
注意,因为圆括号不是运算符,所以不具有求值作用,只改变运算的优先级。
var x = 1;
(x) = 2;
上面代码的第二行,如果圆括号具有求值作用,那么就会变成1 = 2
,这是会报错了。但是,上面的代码可以运行,这验证了圆括号只改变优先级,不会求值。
这也意味着,如果整个表达式都放在圆括号之中,那么不会有任何效果。
(expression)
// 等同于
expression
函数放在圆括号中,会返回函数本身。如果圆括号紧跟在函数的后面,就表示调用函数。
function f() {
return 1;
}
(f) // function f(){return 1;}
f() // 1
圆括号之中,只能放置表达式,如果将语句放在圆括号之中,就会报错。
(var a = 1)
// SyntaxError: Unexpected token var
左结合与右结合
对于优先级别相同的运算符,大多数情况,计算顺序总是从左到右,这叫做运算符的“左结合”,即从左边开始计算。
x + y + z
上面代码先计算最左边的x
与y
的和,然后再计算与z
的和。
但是少数运算符的计算顺序是从右到左,即从右边开始计算,这叫做运算符的“右结合”。其中,最主要的是赋值运算符(=
)和三元条件运算符(?:
)。
w = x = y = z;
q = a ? b : c ? d : e ? f : g;
上面代码的运算结果,相当于下面的样子。
w = (x = (y = z));
q = a ? b : (c ? d : (e ? f : g));
指数运算符(**
)也是右结合的。
// 相当于 2 ** (3 ** 2)
2 ** 3 ** 2 // 512