js位运算在实际中使用的实例教程

2024-07-29 13:51:22

什么是位运算?

从现代计算机中所有的数据二进制的形式存储在设备中。即 0、1 两种状态，计算机对二进制数据进行的运算(+、-、*、/)都是叫位运算，即将符号位共同参与运算的运算。

按位运算符有6个

&: 按位与\
|: 按位或\
^: 按位异或\
~: 按位取反\
>> : 右移\
<<: 左移

业务场景：

我们大部分的业务开发场景下只用if else 或 switch 条件处理就可以，但是当有如下场景：

一个ci/cd 任务有： 1.等待中 -> 2.base image1 build完成 -> 3.base image2 build 完成 -> 4. base image3 build完成 -> 5.完成/失败
当我们查询状态时：有可能出现这样的情况：

任务处于 base image2 build 完成但是我们查询base image1 build 完成时该任务也应被查询出来。

任务处于完成状态，等我们查询 base image3 build完成时该任务也应被查询出来

是不是我们在数据库中存储的状态枚举值就比较麻烦？

解决办法

办法一：

那么这时位运算就比较合适，定义如下枚举：

{
    waiting:      0b000001,
    image1Finish: 0b000010,
    image2Finish  0b000100,
    image3Finish  0b001000,
    finish:       0b010000,
    fail:         0b100000,
}

那么上面的 [第 1 种] 情况就可以表示为：0b000001｜ 0b000010 ｜ 0b000100 （waiting｜image1Finish ｜ image2Finish）按位或

等我们判断是否是处于 image2Finish 的时候就可以 status & image2Finish === image2Finish 这样判断。

status = 0b000001｜ 0b000010 ｜ 0b000100 = 0b000111
status & image2Finish = 0b000111 & 0b000100 = 0b000100（image2Finish）

这样是不是很好判断？同时提高了自己的代码逼格？减少很多 if else 的书写

办法二：

其实还有另外一种做法就是质数表示法：

{
    waiting:      3,
    image1Finish: 5,
    image2Finish  7,
    image3Finish  11,
    finish:       13,
    fail:         17,
}

同样是上面的第一个情况：

status = 3 * 5 * 7
// 判断状态： 取模运算
isImage2Finish = status % 7(image2Finish) === 0

附：位运算的综合应用

这里有个例子——不使用加减乘除来做加法，经常用来考察对位运算的掌握情况。读者可以先自行尝试分析和实现。

不能用加减乘除，意思就是要你用位运算进行计算。以实际例子说明，如a = 81 = 0b1010001，b = 53 = 0b0110101。通过异或运算，我们发现异或把两个数相加但是不能进位，而通过与运算能够知道哪些位需要进位，如下所示：

 1010001
^ 0110101
 ---------
  1100100

  1010001
& 0110101
 ---------
  0010001

把通过与运算得到的值向左移一位，再和通过异或得到的值相加，就相当于实现了进位，这个应该不难理解。为了实现这两个数的相加可以再重复这个过程：先异或，再与，然后进位，直到不需要再进位了就加完了。所以不难写出以下代码：

function addByBit(a, b) {
    if (b === 0) {
        return a;
    }
    // 不用进位的相加
    let c = a ^ b;
    // 记录需要进位的
    let d = a & b;
    d = d << 1;
    // 继续相加，直到d进位为0
    return addByBit(c, d);
}

let ans = addByBit(5, 8);
console.log(ans);

位运算还经常用于生成随机数、哈希，例如Chrome对字符串进行哈希的算法是这样的：

uint32_t StringHasher::AddCharacterCore(uint32_t running_hash, uint16_t c) {
  running_hash += c;
  running_hash += (running_hash << 10);
  running_hash ^= (running_hash >> 6);
  return running_hash;
}

不断对当前字符串的ASCII值进行累加运算，里面用到了异或，左移和右移。

总结

综上：当我们的业务开发中遇到状态数 >=5 并且有交叉重叠的时候就需要考虑以上两种办法了。

到此这篇关于js位运算在实际中使用的文章就介绍到这了,更多相关js位运算使用内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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