Math.clz32()

概述

Math.clz32() 函数返回一个数字在转换成 32 无符号整形数字的二进制形式后, 开头的 0 的个数, 比如 1000000 转换成 32 位无符号整形数字的二进制形式后是 00000000000011110100001001000000, 开头的 0 的个数是 12 个, 则 Math.clz32(1000000) 返回 12.

语法

Math.clz32 (x)

参数

x
一个数字.

描述

"clz32" 是 CountLeadingZeroes32 的缩写.

如果 x 不是数字类型, 则它首先会被转换成数字类型, 然后再转成 32 位无符号整形数字. 

如果转换后的 32 位无符号整形数字是 0, 则返回 32, 因为此时所有位上都是 0.

NaN, Infinity, -Infinity 这三个数字转成 32 位无符号整形数字后都是 0.

这个函数主要用于那些编译目标为 JS 语言的系统中, 比如 Emscripten.

示例

Math.clz32(1)                // 31
Math.clz32(1000)             // 22 
Math.clz32()                 // 32
[NaN, Infinity, -Infinity, 0, -0, null, undefined, "foo", {}, []].filter(function (n) {
  return Math.clz32(n) !== 32
})                           // []
Math.clz32(true)             // 31
Math.clz32(3.5)              // 30

计算前导1的个数

目前javascript尚未提供Math.clon函数来计算前导1的个数(之所以叫“clon”而非“clo”,是因为“clo”与“clz”太过相似,特别对那些母语不是英语的人来说),但是你可以通过将一个数取反并将其作为Math.clz32的参数来实现clon函数。其中的原理非常简单,因为对1取反是0,反之亦然,所以用Math.clz32计算前导0的个数就变成计算前导1的个数。

先看以下代码:

var a = 32776;   // 00000000000000001000000000001000 (16个前导0)
Math.clz32(a);   // 16

var b = ~32776;  // 11111111111111110111111111110111 (对32776取反, 0个前导0)
Math.clz32(b);   // 0 (相当于0个前导1)

通过以上方法,clon 函数可以定义如下:

var clz = Math.clz32;
function clon(integer){
    return clz(~integer);
}

现在,我们可以进一步实现计算“尾随0”和“尾随1”的个数了。下面的ctrz函数将第一个1之后的高数位全部置为1然后取反,再用Math.clz32求得尾随0的个数。

var clz = Math.clz32;
function ctrz(integer){ // 计算尾随0个数
    // 1. 将第一个1之后的高数位全部置为1
    // 00000000000000001000000000001000 => 11111111111111111111111111111000
    integer |= integer << 16;
    integer |= integer << 8;
    integer |= integer << 4;
    integer |= integer << 2;
    integer |= integer << 1;
    // 2. 然后,对该数取反,此时低位的1的个数即为所求
    return 32 - clz(~integer) |0; // `|0`用于保证结果为整数
}
function ctron(integer){ // 计算尾随1个数
    // JavaScript中没有移位补1的运算符
    // 所以下面的代码是最快的
    return ctrz(~integer);
    /* 为了看起来比较对称,你也可以使用以下代码:
       // 1. 将第一个0之后的高数位全部置为0
       integer &= (integer << 16) | 0xffff;
       integer &= (integer << 8 ) | 0x00ff;
       integer &= (integer << 4 ) | 0x000f;
       integer &= (integer << 2 ) | 0x0003;
       integer &= (integer << 1 ) | 0x0001;
       // 2. 然后,对该数取反,此时低位的0的个数即为所求
       return 32 - clon(~integer) |0;
    */
}

将以上函数改写成 ASM.JS模块——然后,你就可以去跟别人炫耀了!ASM.JS就是用来干这个的。

var countTrailsMethods = (function(stdlib, foreign, heap) {
    "use asm";
    var clz = stdlib.Math.clz32;
    function ctrz(integer) { // 计算尾随0个数
        integer = integer | 0; // 确保是整数
        // 1. 将第一个1之后的高数位全部置为1
        // ASMjs中不允许^=、&=、和|=
        integer = integer | (integer << 16);
        integer = integer | (integer << 8);
        integer = integer | (integer << 4);
        integer = integer | (integer << 2);
        integer = integer | (integer << 1);
        // 2. 然后,对该数取反,此时低位的1的个数即为所求
        return 32 - clz(~integer) |0;
    }
    function ctron(integer) { // 计算尾随1个数
        integer = integer | 0; // 确保是整数
        return ctrz(~integer) |0;
    }
    // 蛋疼的是,ASM.JS必须使用糟糕的object类型:
    // unfourtunately, ASM.JS demands slow crummy objects:
    return {a: ctrz, b: ctron};
})(window, null, null);
var ctrz = countTrailsMethods.a;
var ctron = countTrailsMethods.b;

Polyfill

这个polyfill效率最高。

if (!Math.clz32) Math.clz32 = (function(log, LN2){
  return function(x) {
    var asUint = x >>> 0; // 将x转换为Uint32类型
    if (asUint === 0) {
      return 32;
    }
    return 31 - (log(asUint) / LN2 | 0) |0; // "| 0"相当于Math.floor
  };
})(Math.log, Math.LN2);

规范

Specification Status Comment
ECMAScript 2015 (6th Edition, ECMA-262)
Math.clz32
Standard Initial definition.

浏览器兼容性

Update compatibility data on GitHub
DesktopMobileServer
ChromeEdgeFirefoxInternet ExplorerOperaSafariAndroid webviewChrome for AndroidFirefox for AndroidOpera for AndroidSafari on iOSSamsung InternetNode.js
clz32Chrome Full support 38Edge Full support 12Firefox Full support 31IE No support NoOpera Full support 25Safari Full support 7WebView Android Full support 38Chrome Android Full support 38Firefox Android Full support 31Opera Android Full support 25Safari iOS Full support 7Samsung Internet Android Full support 3.0nodejs Full support 0.12

Legend

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