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
ECMAScript Language Specification
# sec-math.clz32

浏览器兼容性

BCD tables only load in the browser

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