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

BCD tables only load in the browser

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