Math.clz32()

x

Eine Zahl.

Die Anzahl der führenden Nullen in der 32-Bit-Binärdarstellung von x.

clz32 steht für CountLeadingZeros32.

Wenn x keine Zahl ist, wird es zunächst in eine Zahl konvertiert und dann in eine 32-Bit-Unsigned-Integer umgewandelt.

Wenn das konvertierte 32-Bit-Unsigned-Integer 0 ist, wird 32 zurückgegeben, da alle Bits 0 sind. Wenn das höchstwertige Bit 1 ist (d.h. die Zahl ist größer als oder gleich 2³¹), wird 0 zurückgegeben.

Diese Funktion ist besonders nützlich für Systeme, die in JS kompiliert werden, wie Emscripten.

Derzeit gibt es kein Math.clon für "Count Leading Ones" (genannt "clon", nicht "clo", da "clo" und "clz" besonders für nicht englischsprachige Menschen zu ähnlich sind). Eine clon-Funktion kann jedoch leicht erstellt werden, indem die Bits einer Zahl invertiert und das Ergebnis an Math.clz32 übergeben wird. Dies funktioniert, weil das Inverse von 1 null ist und umgekehrt. Durch das Invertieren der Bits wird die gemessene Menge der Nullen (von Math.clz32) umgekehrt, wodurch Math.clz32 die Anzahl der Einsen anstelle der Nullen zählt.

Betrachten Sie das folgende 32-Bit-Wort:

const a = 32776; // 00000000000000001000000000001000 (16 leading zeros)
Math.clz32(a); // 16

const b = ~32776; // 11111111111111110111111111110111 (32776 inverted, 0 leading zeros)
Math.clz32(b); // 0 (this is equal to how many leading one's there are in a)

Mit dieser Logik kann eine clon-Funktion wie folgt erstellt werden:

const clz = Math.clz32;

function clon(integer) {
  return clz(~integer);
}

Diese Technik könnte weiter ausgebaut werden, um eine sprunglose "Count Trailing Zeros"-Funktion zu erstellen, wie unten zu sehen ist. Die ctrz-Funktion nimmt ein bitweises UND des Integers mit seinem Zweierkomplement. Aufgrund der Funktionsweise des Zweierkomplements werden alle Folgenullen in Einsen umgewandelt, und beim Hinzufügen von 1 wird der Übertrag bis zum ersten 0 (ursprünglich eine 1) weitergeführt. Alle höheren Bits bleiben gleich und sind Inverse der Bits des ursprünglichen Integers. Wenn also ein bitweises UND mit dem ursprünglichen Integer durchgeführt wird, werden alle höheren Bits 0, die mit clz gezählt werden können. Die Anzahl der nachgestellten Nullen plus das erste 1-Bit plus die führenden Bits, die von clz gezählt wurden, ergeben insgesamt 32.

function ctrz(integer) {
  integer >>>= 0; // coerce to Uint32
  if (integer === 0) {
    // skipping this step would make it return -1
    return 32;
  }
  integer &= -integer; // equivalent to `int = int & (~int + 1)`
  return 31 - clz(integer);
}

Anschließend können wir eine "Count Trailing Ones"-Funktion wie folgt definieren:

function ctron(integer) {
  return ctrz(~integer);
}

Diese Hilfsfunktionen können in ein asm.js-Modul umgewandelt werden, um eine mögliche Leistungsverbesserung zu erzielen.

const countTrailsMethods = (function (stdlib, foreign, heap) {
  "use asm";
  const clz = stdlib.Math.clz32;

  // count trailing zeros
  function ctrz(integer) {
    integer = integer | 0; // coerce to an integer
    if ((integer | 0) == 0) {
      // skipping this step would make it return -1
      return 32;
    }
    // Note: asm.js doesn't have compound assignment operators such as &=
    integer = integer & -integer; // equivalent to `int = int & (~int + 1)`
    return (31 - clz(integer)) | 0;
  }

  // count trailing ones
  function ctron(integer) {
    integer = integer | 0; // coerce to an integer
    return ctrz(~integer) | 0;
  }

  // asm.js demands plain objects:
  return { ctrz: ctrz, ctron: ctron };
})(window, null, null);

const { ctrz, ctron } = countTrailsMethods;

• Polyfill von Math.clz32 in core-js
• es-shims Polyfill von Math.clz32
• Math
• Math.imul