Math.clz32()

Baseline 已广泛支持

此特性已相当成熟，可在许多设备和浏览器版本上使用。自 ⁨2015 年 7 月⁩以来，各浏览器均已提供此特性。

Math.clz32() 静态方法返回数字的 32 位二进制表示形式中前导零的位数。

试一试

// 00000000000000000000000000000001
console.log(Math.clz32(1));
// Expected output: 31

// 00000000000000000000000000000100
console.log(Math.clz32(4));
// Expected output: 29

// 00000000000000000000001111101000
console.log(Math.clz32(1000));
// Expected output: 22

描述

clz32 是 **CountLeadingZeros32 (32 位前导零计数) 的缩写。

如果 x 不是数字，它会先转换为数字，然后再转换为 32 位无符号整数。

如果转换后的 32 位无符号整数是 0，则返回 32，因为所有位都是 0。如果最高有效位是 1 (即数字大于或等于 2³¹)，则返回 0。

此函数对于编译为 JS 的系统特别有用，例如 Emscripten。

示例

使用 Math.clz32()

Math.clz32(1); // 31
Math.clz32(1000); // 22
Math.clz32(); // 32

const stuff = [
  NaN,
  Infinity,
  -Infinity,
  0,
  -0,
  false,
  null,
  undefined,
  "foo",
  {},
  [],
];
stuff.every((n) => Math.clz32(n) === 32); // true

Math.clz32(true); // 31
Math.clz32(3.5); // 30

目前，没有用于“前导一计数”的 Math.clon (命名为“clon”，而不是“clo”，因为“clo”和“clz”非常相似，尤其对于非英语母语者而言)。但是，可以通过对数字的位进行取反，然后将结果传递给 Math.clz32 来轻松创建 clon 函数。这样做之所以有效，是因为 1 的反码是 0，反之亦然。因此，对位进行取反会反转 0 的测量量 (来自 Math.clz32)，从而使 Math.clz32 计数的是 1 的数量而不是 0 的数量。

考虑以下 32 位字

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)

利用此逻辑，可以创建如下的 clon 函数

const clz = Math.clz32;

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

此外，此技术还可以扩展为创建无跳转的“尾随零计数”函数，如下所示。ctrz 函数取整数与其二的补码的按位与。根据二的补码的工作原理，所有尾随零都将转换为 1，然后添加 1 时，它会一直进位直到遇到第一个 0 (原先是 1)。此位之后的所有位都保持不变，并且是原始整数位的反码。因此，当与原始整数进行按位与时，所有高位都变为 0，可以使用 clz 来计数。尾随零的数量，加上第一个 1 位，再加上由 clz 计算出的前导位，总共为 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);
}

然后，我们可以如下定义“尾随一计数”函数

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

这些辅助函数可以被制作成 asm.js 模块，以可能提高性能。

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;