Math.clz32()

x

Eine Zahl.

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

clz32 steht für CountLeadingZeros32.

Wenn x keine Zahl ist, wird es zuerst in eine Zahl und dann in eine 32-Bit-Integerzahl ohne Vorzeichen umgewandelt.

Wenn die umgewandelte 32-Bit-Integerzahl ohne Vorzeichen 0 ist, wird 32 zurückgegeben, da alle Bits 0 sind. Ist das höchstwertige Bit 1 (d.h. die Zahl ist größer oder gleich 2³¹), wird 0 zurückgegeben.

Diese Funktion ist besonders nützlich für Systeme, die nach 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 gleich 0 ist und umgekehrt. Somit wird durch das Invertieren der Bits die gemessene Anzahl an 0en (von Math.clz32) invertiert, wodurch Math.clz32 die Anzahl der Einsen anstelle von 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);
}

Weiterhin kann diese Technik erweitert werden, um eine sprunglose "Count Trailing Zeros" Funktion zu erstellen, wie unten gezeigt. Die ctrz-Funktion nimmt ein bitweises UND des Integers mit seinem Zweierkomplement. Durch die Funktionsweise des Zweierkomplements werden alle nachgestellten Nullen in Einsen umgewandelt, und wenn dann 1 addiert wird, wird es weitergetragen, bis die erste 0 (die ursprünglich eine 1 war) erreicht wird. Alle höherwertigen Bits bleiben gleich und sind Inverse der Bits des ursprünglichen Integers. Daher werden bei einem bitweisen UND mit dem ursprünglichen Integer alle höherwertigen Bits zu 0, was mit clz gezählt werden kann. Die Anzahl der nachgestellten Nullen, plus das erste 1-Bit, plus die führenden Bits, die durch 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);
}

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

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

Diese Hilfsfunktionen können in ein asm.js-Modul integriert werden, um eine potenzielle 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
• Math
• Math.imul