JavaScript 中二进制字符串的负数

IT技术 javascript numbers tostring
2021-03-03 13:58:33

有人知道为什么 javascriptNumber.toString函数不能正确表示负数吗?

//If you try
(-3).toString(2); //shows "-11"
// but if you fake a bit shift operation it works as expected
(-3 >>> 0).toString(2); // print "11111111111111111111111111111101"

我真的很好奇为什么它不能正常工作或者它以这种方式工作的原因是什么?我已经搜索过它,但没有找到任何有帮助的东西。

6个回答

简答:

  1. toString()函数采用十进制,将其转换为二进制并添加“-”符号。

  2. 零填充右移将其操作数转换为两个补码格式的有符号 32 位整数。

更详细的回答:

问题 1:

//If you try
(-3).toString(2); //show "-11"

它在函数中.toString()当您通过.toString()以下方式输出数字时

句法

numObj.toString([基数])

如果 numObj 为负,则保留符号。即使基数为 2,情况也是如此;返回的字符串是以 - 符号开头的 numObj 的正二进制表示,而不是 numObj 的二进制补码。

它采用十进制,将其转换为二进制并添加一个“-”符号。

  1. 基数 10 "3" 转换为基数 2 是 "11"
  2. 添加一个符号给我们“-11”

问题2:

// but if you fake a bit shift operation it works as expected
        (-3 >>> 0).toString(2); // print "11111111111111111111111111111101"

零填充右移将其操作数转换为有符号的 32 位整数该操作的结果始终是一个无符号的 32 位整数。

所有按位运算符的操作数都转换为二进制补码格式的有符号 32 位整数。

这是唯一一个正确答案,2013 年之后是否对该运算符的实施进行了修订......?
2021-04-26 13:58:33
无符号右移运算符的结果是一个无符号的32 位整数。请参阅tc39.es/ecma262/#sec-unsigned-right-shift-operator
2021-05-19 13:58:33

-3 >>> 0(逻辑右移)将其参数强制为无符号整数,这就是为什么您会得到 -3 的 32 位二进制补码表示。

http://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement

http://en.wikipedia.org/wiki/Logical_shift

@nglee,这可能是因为 Steve 并不盲目相信 MDN 上的内容。(+1)
2021-04-21 13:58:33
为什么是未签名?C++ 中的无符号整数不是负数,也从不使用二进制补码。它是可以为负的有符号整数,它的二进制值由二进制补码表示。
2021-04-26 13:58:33
@SteveWang 它在这里说“所有按位运算符的操作数都转换为二进制补码格式的有符号32 位整数”,而不是unsigned
2021-04-28 13:58:33
这个问题是关于 Javascript,而不是 C++。此外,由于您将负整数强制为无符号整数,因此唯一合理的结果(除了可能告诉您“不要那样做”)是返回二进制补码结果(因此基本算术至少工作相同) .
2021-05-09 13:58:33
在发布时,当前的 Javascript 规范实际上规定将两个参数强制转换为无符号 32 位整数(262.ecma-international.org/5.1/#sec-11.7.3 的第5-6)。从那时起,它被修改为将 lnum 保留为有符号整数,然后在最后将其隐式位转换为无符号整数。 262.ecma-international.org/11.0/…
2021-05-09 13:58:33
var binary = (-3 >>> 0).toString(2); // coerced to uint32

console.log(binary);

console.log(parseInt(binary, 2) >> 0); // to int32

jsfiddle 上

输出是

11111111111111111111111111111101
-3 

.toString()旨在返回字符串表示中数字的符号。参见EcmaScript 2015,第 7.1.12.1 节

  1. 如果m小于零,则返回字符串“-”和 ToString(- m )的字符串连接

当基数作为参数传递时,此规则没有什么不同,可以从第 20.1.3.6 节得出结论

  1. 使用radixNumber指定的基数返回此 Number 值的字符串表示形式[...] 该算法应该是 7.1.12.1 中指定的算法的概括。

一旦理解了这一点,更令人惊讶的是为什么它对-3 >>> 0.

这种行为实际上与 无关.toString(2),因为在调用它之前值已经不同了:

console.log (-3 >>> 0); // 4294967293

这是>>>操作员行为的结果。

(在撰写本文时) mdn上的信息不完全正确也无济于事它说:

所有按位运算符的操作数都转换为二进制补码格式的有符号 32 位整数。

但并非所有按位运算符都是如此>>>运营商是一个例外。EcmaScript 2015 第 12.5.8.1 节中指定的评估过程可以清楚地看出这一点

  1. lnum为 ToUint32( lval )。

ToUint32操作具有,其中操作数被映射到32位无符号范围内的步骤:

  1. int32bitint modulo 2 32

当您将上述模运算(不要与 JavaScript 的%运算符混淆)应用于示例值 -3 时,您确实会得到 4294967293。

由于 -3 和 4294967293 显然不是同一个数字,因此(-3).toString(2)(4294967293).toString(2).

在这里总结几点,如果其他答案有点混乱:

  • 我们想要得到的是一个负数的二进制表示的字符串表示;这意味着字符串应该显示一个有符号的二进制数(使用 2 的补码)
  • 表达式(-3 >>> 0).toString(2),我们称之为 A,完成工作;但我们想知道为什么以及它是如何工作的
  • 如果我们使用var num = -3; num.toString(-3)我们会得到-11,它只是数字 3 的无符号二进制表示,前面有一个负号,这不是我们想要的
  • 表达式 A 的工作方式如下:

1) (-3 >>> 0)

>>>操作取左操作数(-3),它​​是一个有符号整数,并简单地将位 0 ​​位置向左移动(因此位不变),以及与这些未改变位对应的无符号数。

有符号数 -3 的位序列与无符号数 4294967293 的位序列相同,如果我们简单地输入-3 >>> 0REPL ,这就是节点给我们的。

2) (-3 >>> 0).toString

现在,如果我们调用toString这个无符号数,我们将只得到该数位的字符串表示,它与 -3 的位序列相同。

我们有效地做的是说“嘿 toString,当我告诉你打印出一个无符号整数的位时,你有正常的行为,所以因为我想打印出一个有符号整数,我会把它转换成一个无符号整数,然后你把这些部分打印出来给我。”