02-BitOperator

位运算符

位运算符是一切二进制数据操作的基础，在js里总共只有7个符号，看似容易但要熟练起来需要一定的练习。

W3school 这篇文章讲得很清晰: ECMAScript 位运算符

简单总结下，所有数据都可以用字节表示，一个字节就是1Byte，1024Byte就是1KB这个大家都懂的，但它需要转换成 0101...这种机器能读得多的符号为二进制代码，其中1Byte可以转换成8个这个二进制代码，例如数字1可以转化为 00000001，数字3可以转化为00000010这个也很好理解。

那么，1Byte最大能表示多大的数字呢？那就是二进制代码的11111111啦，转换成10进制就是255。

parseInt("11111111", 2) === 255;

但有时候觉得用11111111去表示一个数字，对机器来说是没问题的，但对人的阅读来说可能不是很方便，所以就有了除10进制以外的进制表示方法，例如常用的16进制，那么11111111可以转换成16进制的FF;

(255).toString(16) === "ff";

通常你说的ff鬼知道它是16进制还是32进制啊，所有我们约定在数字前面加上进制表示的符号，例如：

// 16进制前面带有0x, 2进制前面带有0b
0xff === 0b11111111;

题外话，常见的颜色值可以用6位的16进制表示，例如白色为#ffffff，黑色为#000000，请问这个区间可以表示多少种颜色值？

parseInt("ffffff", 16) === 16777215;

大致理解后，再阅读 W3school 的文章就容易很多了，那么就来练习一个简单的场景：

获得有一个字节的流为00011010，其中第4位到第7位(1101)表示了一个无符号整数，我怎么知道这个数是多少？

((0b00011010 >> 1) & 0b00001111) === 13;
// 或者
((0b00011010 >> 1) & 15) === 13;

又或者，现在有两个字节00011010和11000000，第一个字节的低位 4 个比特(1010)和第二个字节的高位 2 个比特(11)表示了一个无符号整数，我怎么知道这个数是多少？

(((0b00011010 & 0b00001111) << 2) | (0b11000000 >> 6)) === 43;
// 或者
(((0b00011010 & 15) << 2) | (0b11000000 >> 6)) === 43;

可以看出位运算是内部以二进制进行运算，但都是以10进制输出的，而且给人的感觉就是&用于获取数据，而|则用于写入数据。

字节序

字节序是初学者不容易理解的概念，甚至在操作时会产生疑惑，但实际上并不用太关心，因为一般一种数据就只有一种字节序。

可以看看阮一峰的理解字节序

简单总结下，就是单次写入多个字节的时候，这些字节是怎么排列的，有时候是从大到小是我们直观的表示方式，有时候却是从小到大排。

例如我有两个字节分别是数字20和19，假如把它看成一个年份，我们最直观的阅读方式就是2019啦，这就是大端字节序。但假如要用小端字节序的话就是反过来1920，所以字节序没弄清的话会造成很大的差别。

那么怎么判断当前环境是哪个字节序呢？这其实很简单，但关于相关语法后面再讲解。

// 新建一个多字节的缓冲，用 Uint16Array 和 Uint32Array 都可以
var a = new Uint32Array([0x12345678]);

// 再以Uint8Array查看排列顺序
// 假如是大端字节序就会是：[12, 34, 56, 78]
// 假如是小端字节序就会是：[78, 56, 34, 12]
var b = new Uint8Array(a.buffer);
var BigEndian = b[0] == 0x12;

数字和 Unicode 互转

关于 ASCII，Unicode 和 UTF-8 可以网上查一下，了解一下

实际场景中，二进制数据不单单只返回数字，其中还可以返回字符串，这里简单说下数字和Unicode字符串的互转，以后肯定会用到。

// 数字转Unicode
String.fromCharCode.call(String, 20013) === "中";

// Unicode转数字
String.prototype.charCodeAt.call("中", 0) === 20013;
// 或者
"中".charCodeAt(0) === 20013;

Base64

Base64在数据保存和传输也经常用到，有了以上基础，再看Base64原理时就容易得多了。

参考了阮一峰的Base64 笔记

所谓 Base64，就是说选出 64 个字符----小写字母 a-z、大写字母 A-Z、数字 0-9、符号"+"、"/"（再加上作为垫字的"="，实际上是 65 个字符）----作为一个基本字符集。然后，其他所有符号都转换成这个字符集中的字符。

1. 将每三个字节作为一组，一共是 24 个二进制位。
2. 将这 24 个二进制位分为四组，每个组有 6 个二进制位。
3. 在每组前面加两个 00，扩展成 32 个二进制位，即四个字节。
4. 根据下表，得到扩展后的每个字节的对应符号，这就是 Base64 的编码值。

因为，Base64 将三个字节转化成四个字节，因此 Base64 编码后的文本，会比原文本大出三分之一左右。

要注意一点，常见的Base64字符串前面都有数据类型和编码方式，例如data:image/png;base64,，这部分是给服务器或者浏览器识别的，并不是Base64的一部分，编码时要区分出来。

浏览器自带的Base64编码和反编码方法：

btoa("ABC") === "QUJD";
atob("QUJD") === "ABC";

Nodejs 自带的Base64编码和反编码方法：

Buffer.from("ABC").toString("base64") === "QUJD";
Buffer.from("QUJD", "base64").toString("ascii") === "ABC";