赋值运算
赋值运算的形式为左值 = 右值。如果同个表达式中有多个赋值运算,则从右到左运算。例如:
a = b = c; // 和下面两行等价 b = c; a = b;
另外一种赋值运算的形式叫做复合赋值运算符,形式为左值 op= 右值,其中op=表示部分运算符和=的结合,a op= b和 a = a op b等价。例如下面两句是等价的:
a += b; a = a + b;
其中op可以是下列运算符之一: +,-,*,/,%,<<,>>,>>>,&,|,^
数值运算
数值运算的运算元都是数值类型,运算符是+,-,*,/,%中的一个,形式为a op b,目标类型也是数值类型。例如:
var a = 3 + 5; // a == 8
特别的,++,--分别表示递增和递减,形式为a op或者op a,a++效果等同与a = a + 1。例如:
var a = 0; a++; // a = 1
要特别注意的是,++a跟a++是不一样的,在复杂运算里面。++a表示先将a递增再将更新过的a值参与运算,而a++表示先将原来的a值参与运算再递增。例如:
var a = 1; var b = 1 + (a++); // b == 2 console.log(a); // 2 b = 1 + (++a); // b == 4 console.log(a); // 3
当然,如果一条语句里只有递增语句,则不需要区分。
var a = 1; a++; // a == 2 ++a; // a == 3
位运算
位运算的运算元和目标类型都是数值类型,运算符为~,&,|,^,<<,>>等中的一个。特别注意的是,位运算是针对二进制数进行运算,即会先将数值转化为二进制,运算结果也是二进制数,当然,我们看到的时候已经被转化为十进制数了,如果没有特别指定的话。
从ECMAScript的整数说起
ECMAScript 整数有两种类型,即有符号整数(允许用正数和负数)和无符号整数(只允许用正数)。在 ECMAScript 中,所有整数字面量默认都是有符号整数,这意味着什么呢?
有符号整数使用 31 位表示整数的数值,用第 32 位表示整数的符号,0 表示正数,1 表示负数。数值范围从 -2147483648 到 2147483647。
可以以两种不同的方式存储二进制形式的有符号整数,一种用于存储正数,一种用于存储负数。正数是以真二进制形式存储的,前 31 位中的每一位都表示 2 的幂,从第 1 位(位 0)开始,表示 20,第 2 位(位 1)表示 21。没用到的位用 0 填充,即忽略不计。例如,下图展示的是数 18 的表示法。
18 的二进制版本只用了前 5 位,它们是这个数字的有效位。把数字转换成二进制字符串,就能看到有效位:
var iNum = 18; alert(iNum.toString(2)); //输出 "10010"
这段代码只输出 "10010",而不是 18 的 32 位表示。其他的数位并不重要,因为仅使用前 5 位即可确定这个十进制数值。如下图所示:
负数也存储为二进制代码,不过采用的形式是二进制补码。计算数字二进制补码的步骤有三步:
- 确定该数字的非负版本的二进制表示(例如,要计算 -18的二进制补码,首先要确定 18 的二进制表示)
- 求得二进制反码,即要把 0 替换为 1,把 1 替换为 0
- 在二进制反码上加 1
要确定 -18 的二进制表示,首先必须得到 18 的二进制表示,如下所示:
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010
接下来,计算二进制反码,如下所示:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101
最后,在二进制反码上加 1,如下所示:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101 1 --------------------------------------- 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110
因此,-18 的二进制表示即 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110。记住,在处理有符号整数时,开发者不能访问 31 位。
有趣的是,把负整数转换成二进制字符串后,ECMAScript 并不以二进制补码的形式显示,而是用数字绝对值的标准二进制代码前面加负号的形式输出。例如:
var iNum = -18; alert(iNum.toString(2)); //输出 "-10010"
这段代码输出的是 "-10010",而非二进制补码,这是为避免访问位 31。为了简便,ECMAScript 用一种简单的方式处理整数,使得开发者不必关心它们的用法。
另一方面,无符号整数把最后一位作为另一个数位处理。在这种模式中,第 32 位不表示数字的符号,而是值 231。由于这个额外的位,无符号整数的数值范围为 0 到 4294967295。对于小于 2147483647 的整数来说,无符号整数看来与有符号整数一样,而大于 2147483647 的整数则要使用位 31(在有符号整数中,这一位总是 0)。
把无符号整数转换成字符串后,只返回它们的有效位。
注意:所有整数字面量都默认存储为有符号整数。只有 ECMAScript 的位运算符才能创建无符号整数。
NOT运算(~)
非运算 NOT 由否定号(~)表示,它是一元运算符(运算元只有一个),形式为~a。
位运算 NOT 是三步的处理过程:
- 把运算数转换成 32 位数字
- 把二进制数转换成它的二进制反码
- 把二进制数转换成浮点数
例如:
var iNum1 = 25; //25 等于 00000000000000000000000000011001
var iNum2 = ~iNum1;
//转换为 11111111111111111111111111100110
alert(iNum2); //输出 "-26"
位运算 NOT 实质上是对数字求负,然后减 1,因此 25 变 -26。用下面的方法也可以得到同样的方法:
var iNum1 = 25; var iNum2 = -iNum1 -1; alert(iNum2); //输出 -26
AND运算(&)
与运算 AND 由和号(&)表示。它把每个数字中的数位对齐,然后用下面的规则对同一位置上的两个数位进行 AND 运算(当且仅当两个数位都是1时才返回1):
第一个数字中的数位 | 第二个数字中的数位 | 结果 |
---|---|---|
1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
0 | 0 | 0 |
例如,要对数字 25 和 3 进行 AND 运算,代码如下所示:
var iResult = 25 & 3; alert(iResult); //输出 "1"
25 和 3 进行 AND 运算的结果是 1。为什么?分析如下:
25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001 3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 --------------------------------------------- AND = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
可以看出,在 25 和 3 中,只有一个数位(位 0)存放的都是 1,因此,其他数位生成的都是 0,所以结果为 1。
OR运算(|)
或运算 OR 由符号(|)表示。在计算每位时,OR 运算符采用下列规则(当且仅当两个数位都是0时才返回0):
第一个数字中的数位 | 第二个数字中的数位 | 结果 |
---|---|---|
1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
0 | 0 | 0 |
仍然使用 AND 运算符所用的例子,对 25 和 3 进行 OR 运算,代码如下:
var iResult = 25 | 3; alert(iResult); //输出 "27"
25 和 3 进行 OR 运算的结果是 27:
25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001 3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 -------------------------------------------- OR = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1011
可以看出,在两个数字中,共有 4 个数位存放的是 1,这些数位被传递给结果。二进制代码 11011 等于 27。
XOR运算(^)
异或运算 XOR 由符号(^)表示。XOR 不同于 OR,当有且只有一个数位存放的是 1 时,它才返回 1。真值表如下:
第一个数字中的数位 | 第二个数字中的数位 | 结果 |
---|---|---|
1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
0 | 0 | 0 |
对 25 和 3 进行 XOR 运算,代码如下:
var iResult = 25 ^ 3; alert(iResult); //输出 "26"
25 和 3 进行 XOR 运算的结果是 26:
25 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001 3 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 --------------------------------------------- XOR = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1010
可以看出,在两个数字中,共有 4 个数位存放的是 1,这些数位被传递给结果。二进制代码 11010 等于 26。
左移运算(<<)
左移运算由两个小于号表示(<<)。它把数字中的所有数位向左移动指定的数量。例如,把数字 2(等于二进制中的 10)左移 5 位,结果为 64(等于二进制中的 1000000):
var iOld = 2; //等于二进制 10 var iNew = iOld << 5; //等于二进制 1000000 十进制 64
注意:在左移数位时,数字右边多出 5 个空位。左移运算用 0 填充这些空位,使结果成为完整的 32 位数字。
注意:左移运算保留数字的符号位。例如,如果把 -2 左移 5 位,得到的是 -64,而不是 64。“符号仍然存储在第 32 位中吗?”是的,不过这在 ECMAScript 后台进行,开发者不能直接访问第 32 个数位。即使输出二进制字符串形式的负数,显示的也是负号形式(例如,-2 将显示 -10。)
右移运算(>>)
有符号右移运算
有符号右移运算符由两个大于号表示(>>)。它把 32 位数字中的所有数位整体右移,同时保留该数的符号(正号或负号)。有符号右移运算符恰好与左移运算相反。例如,把 64 右移 5 位,将变为 2:
var iOld = 64; //等于二进制 1000000 var iNew = iOld >> 5; //等于二进制 10 十进制 2
同样,移动数位后会造成空位。这次,空位位于数字的左侧,但位于符号位之后。ECMAScript 用符号位的值填充这些空位,创建完整的数字,如下图所示:
无符号右移运算
无符号右移运算符由三个大于号(>>>)表示,它将无符号 32 位数的所有数位整体右移。对于正数,无符号右移运算的结果与有符号右移运算一样。
用有符号右移运算中的例子,把 64 右移 5 位,将变为 2:
var iOld = 64; //等于二进制 1000000 var iNew = iOld >>> 5; //等于二进制 10 十进制 2
对于负数,情况就不同了。
无符号右移运算用 0 填充所有空位。对于正数,这与有符号右移运算的操作一样,而负数则被作为正数来处理。
由于无符号右移运算的结果是一个 32 位的正数,所以负数的无符号右移运算得到的总是一个非常大的数字。例如,如果把 -64 右移 5 位,将得到 134217726。如何得到这种结果的呢?
要实现这一点,需要把这个数字转换成无符号的等价形式(尽管该数字本身还是有符号的),可以通过以下代码获得这种形式:
var iUnsigned64 = -64 >>> 0;
然后,用 Number 类型的 toString() 获取它的真正的位表示,采用的基为 2:
alert(iUnsigned64.toString(2));
这将生成 11111111111111111111111111000000,即有符号整数 -64 的二进制补码表示,不过它等于无符号整数 4294967232。
出于这种原因,使用无符号右移运算符要小心。
逻辑运算
逻辑运算分为两种,一种会改变目标数据类型,另一种则不会。前者的典型代表是逻辑非运算,无论运算元是什么类型,执行逻辑非运算后,都会被转化为bool值。例如:
var a = "123"; var b = !a; // false
而另一种形式则不改变目标类型,且支持布尔短路,包括“逻辑与”(&&)和“逻辑或”(||)运算。所谓布尔短路,指的是指判断第一个运算元就决定运算结果,而不需要处理第二个运算元。具体运算规则如下:
- 第一个运算元为真时,逻辑或运算返回第一个运算元(注意,没有改变类型),逻辑与运算返回第二个运算元
- 第一个运算元为假时,逻辑或运算返回第二个运算元,逻辑与运算返回第一个运算元
我们来举几个特殊点的例子:
function and(a, b) { return a && b; } function or(a, b) { return a || b; } var a = and("str", false); // a === false var b = or("str", false); // b === "str" var c = and(0, "str2"); // c === 0 var d = or(0, "str2"); // d === "str2"
这种运算最常见的用法是处理实参。我们知道,JavaScript中的实参列表和形参列表可以长度不等,那么,如何处理不等的部分呢?我们举个例子:
function add(a, b) { return a + b; } var a = add(5); // NaN
结果是NaN,这明显不是我们想要的结果,我们更愿意它返回5。我们可以利用逻辑运算:
function add(a, b) { b = b || 0; return a + b; } var a = add(5); // 5 var b = add(5, 2); // 7
如果形参长度大于实参长度,超过的部分将是undefined。而b = b || 0这句能在b为undefined(布尔值为false)的时候,把0赋给b,使得b仍然为数值类型,并参与运算。当然,这样处理还是很简陋的,比如当传入的b为非空字符串的时候,这个函数还是会出错,所以正确的做法应该是判断是不是数值类型,但在排除API使用者乱来的情况下,逻辑运算不失为一种好办法。
字符串运算
JavaScript中,有且只有一种字符串运算,那就是字符串连接。当然,字符串也可以参与其他运算,比如比较、等值、赋值等运算,但我们把它们放到其他分类去讲。string类型里自带的方法,例如切割字符串等等,也不属于我们这里讲的表达式运算。
字符串连接运算对应的运算符号是“+”。请注意,“+”是一个多义性符号,它既可以用于数值加法运算,也可以用于一元运算符,还能用于字符串连接。具体用于那种运算,由运算元的数量和类型决定。
当存在两个或以上的运算元,且开头两个运算元其中一个是字符串类型时,会将其他非字符串的转化为字符串,目标类型为字符串。例如:
var a = "str" + "ing"; // a === "string" var b = "str" + 0; // b === "str0" var c = 0 + "str"; // c === "0str" var d = "str" + undefined; // d === "strundefined" var e = null + "str" + undefined; // e === "nullstrundefined" var f = null + undefined + "str"; // f == NaN
比较运算
等值检测
等值检测的目的在于判断两个变量是否相同或相等。我们说相同与不相同,是指运算符“===”和“!==”的运算效果;说相等与不相等,是指运算符“==”和“!=”的运算效果。
我们可以用个表格来表示:
名称 | 运算符 | 说明 |
---|---|---|
相等 | == | 比较两个表达式,看是否相等 |
不等 | != | 比较两个表达式,看是否不相等 |
严格相等 | === | 比较两个表达式,看值是否相等并具有相同的数据类型 |
不严格相等 | !== | 比较两个表达式,看是否具有不相等的值或数据类型不同 |
等值检测中相等运算规则
类型 | 运算规则 |
---|---|
两个值类型进行比较 | 转换成相同数据类型的值进行数据等值比较 |
值类型与引用类型比较 | 将引用类型的数据转换为值类型,再进行数据等值比较 |
两个引用类型比较 | 比较引用的地址 |
对值类型和引用类型概念模糊的可以去看之前的JavaScript变量一文。
等值检测中相同运算规则
类型 | 运算规则 |
---|---|
两个值类型进行比较 | 数据类型不同,则必然不相同
数据类型相同时,进行数值等值比较 |
值类型与引用类型比较 | 必然不相同 |
两个引用类型比较 | 比较引用的地址 |
我们可以看到,两个引用类型比较,相同和相等并没有什么区别。我们看个例子:
var str1 = new String("str"); var str2 = new String("str"); console.log(str1 == str2); // false console.log(str1 === str2); // false
序列检测
序列检测这个概念咋一听很拗口,换个说法其实就是比较大小。比较的运算符有四个:>、>=、<、<=,意义不用说大家都明白。
可以进行序列检测的数据类型有三种,boolean、string和number。它们的序列值如下表所示:
可比较序列的类型 | 序列值 |
---|---|
boolean | 0~1 |
string | 0~255(*注1) |
number | NEGATIVE_INFINITY~POSITIVE_INFINITY(*注2) |
*注1:在一般语言中,字符(char)这种数据类型是按ASCII码排序的。JavaScript中不存在字符类型,但字符串中的每一个字符,都将作为单一字符参与序列检测。
*注2:表示负无穷到正无穷,实际上是有界限的,只不过这个界限达到了10^308级别(可以通过Number.MAX_VALUE查看),我们一般认为达不到。值NaN没有序列值,任何值(包括NaN本身)与NaN进行序列检测都将得到false
序列检测的运算规则如下表:
类型 | 运算规则 |
---|---|
两个值类型进行比较 | 直接比较数据在序列中的大小 |
值类型与引用类型比较 | 将引用类型的数据转换为值类型数据,再比较数据在序列中的大小 |
两个引用类型比较 | 无意义,总是返回false |
函数调用
这部分内容在上一节的JavaScript函数中有详细解说,就不细表了。有一点要说的是,运算符“( )”,只能在函数或指向某函数的变量后,否则,将会触发异常。
特殊作用的运算符
在JavaScript中有一些运算符,不直接产生运算效果,而是用于影响运算效果,这一类运算符的操作对象通常是“表达式”,而非“表达式的值”。另外的一些运算符不直接针对变量的值运算,而是针对变量运算。详细的运算符和它们的作用如下表:
目标 | 运算符 | 作用 | 备注 |
---|---|---|---|
运算元 | typeof | 返回表示数据类型的字符串 | |
运算元 | instanceof | 返回继承关系 | |
运算元 | in | 返回成员关系 | |
运算元 | delete | 删除成员 | |
表达式 | void | 避免表达式返回值 | 使表达式总是返回值undefined |
表达式 | ?: | 按条件执行两个表达式之一 | 也称三目条件运算符 |
表达式 | () | 表达式分组和调整运算次序 | 也称优先级运算符 |
表达式 | , | 表达式顺序地连续执行 | 也称多重求值或逗号运算符 |
运算优先级
运算优先级在复杂运算中有着举足轻重的作用,例如我们看个表达式:
void 1+2
我们知道void的作用是让表达式总是返回undefined,那么,void操作的对象究竟是1还是1+2呢?换句话说,void和+哪个的优先级更高?
我们不妨假设,如果void的优先级更高,那么,void操作的数将是1,操作结果变成( void 1 ) + 2,也就是undefined+2,结果将是NaN。
而如果相反,+的优先级更高,那么,结果将是void (1 + 2),也就是void 3也就是undefined。
那么,究竟是哪种呢?事实是NaN,也就是说,void的优先级更高。
我们将详细列出JavaScript中常见的运算符及它们的优先关系。注意,表格从上到下,优先级越来越低。
优先级 | 运算符 | 描述 |
---|---|---|
最高 | . [ ] ( ) | 对象成员存取 数组下标 函数调用 |
从 | ++ - ~ ~ delete new typeof void | 一元运算符 |
上 | * / % | 乘法 除法 取模 |
到 | + - + | 加法 减法 字符串连接 |
下 | << >> >>> | 移位 |
的 | < <= > >= instanceof | 序列检测 继承关系 |
优 | == != === !== | 等值检测 |
先 | & | 按位与 |
级 | ^ | 按位异或 |
会 | | | 按位或 |
越 | && | 逻辑与 |
来 | || | 逻辑或 |
越 | ?: | 三元条件 |
低 | = op= | 赋值 运算赋值 |
最低 | , | 多重求值 |
同一优先级的不同或相同运算符同时出现在一个语句中时,按从左到右执行。
当然,类似CSS中的!important,JavaScript中也有一个强制改变优先级的符号,就是( ),括号内的运算会优先于括号外的运算。