Побитовое И в Javascript с 64-битным целым числом

Я ищу способ выполнить побитовое И на 64-битовое целое в JavaScript.

JavaScript будет использовать все свои двойные значения для подписанных 32-битных целых чисел для выполнения побитовых операций (здесь).

Ответ 1

Javascript представляет все числа как 64-битные числа с плавающей запятой IEEE 754 двойной точности (см. Спецификацию ECMAscript, раздел 8.5.). Все натуральные числа до 2 ^ 53 могут быть точно закодированы. Большие целые числа обрезают свои младшие значащие биты. Это оставляет вопрос о том, как вы можете даже представить 64-битное целое число в Javascript - тип данных с собственным числом явно не может точно представлять 64-битное целое число.

Следующее иллюстрирует это. Хотя javascript, по-видимому, способен анализировать шестнадцатеричные числа, представляющие 64-битные числа, базовое числовое представление не содержит 64 бит. Попробуйте следующее в вашем браузере:

<html>
  <head>
    <script language="javascript">
      function showPrecisionLimits() {
        document.getElementById("r50").innerHTML = 0x0004000000000001 - 0x0004000000000000;
        document.getElementById("r51").innerHTML = 0x0008000000000001 - 0x0008000000000000;
        document.getElementById("r52").innerHTML = 0x0010000000000001 - 0x0010000000000000;
        document.getElementById("r53").innerHTML = 0x0020000000000001 - 0x0020000000000000;
        document.getElementById("r54").innerHTML = 0x0040000000000001 - 0x0040000000000000;
      }
    </script>
  </head>
  <body onload="showPrecisionLimits()">
    <p>(2^50+1) - (2^50) = <span id="r50"></span></p>
    <p>(2^51+1) - (2^51) = <span id="r51"></span></p>
    <p>(2^52+1) - (2^52) = <span id="r52"></span></p>
    <p>(2^53+1) - (2^53) = <span id="r53"></span></p>
    <p>(2^54+1) - (2^54) = <span id="r54"></span></p>
  </body>
</html>

В Firefox, Chrome и IE я получаю следующее. Если числа были сохранены в их полной 64-битной славе, результат должен был быть 1 для всех вычитаний. Вместо этого вы можете видеть, как теряется разница между 2 ^ 53 + 1 и 2 ^ 53.

(2^50+1) - (2^50) = 1
(2^51+1) - (2^51) = 1
(2^52+1) - (2^52) = 1
(2^53+1) - (2^53) = 0
(2^54+1) - (2^54) = 0

Так что ты можешь сделать?

Если вы решите представить 64-разрядное целое число в виде двух 32-разрядных чисел, тогда применение побитового И так же просто, как применение двух побитовых И, к старшему и старшему 32-битным "словам".

Например:

var a = [ 0x0000ffff, 0xffff0000 ];
var b = [ 0x00ffff00, 0x00ffff00 ];
var c = [ a[0] & b[0], a[1] & b[1] ];

document.body.innerHTML = c[0].toString(16) + ":" + c[1].toString(16);

получает вас:

ff00:ff0000

Ответ 2

Вот код для чисел AND int64, вы можете заменить AND другой побитовой операцией

function and(v1, v2) {
    var hi = 0x80000000;
    var low = 0x7fffffff;
    var hi1 = ~~(v1 / hi);
    var hi2 = ~~(v2 / hi);
    var low1 = v1 & low;
    var low2 = v2 & low;
    var h = hi1 & hi2;
    var l = low1 & low2;
    return h*hi + l;
}

Ответ 3

Javascript не поддерживает 64-битные целые числа. Это то, что я закончил:

Найдено long.js, автономная длинная реализация на github.
Преобразуйте строковое значение, представляющее 64-битное число, в Long.
Извлеките 32-битные значения высокого и низкого уровня
Выполняйте 32-битные побитовые и между высокими и низкими битами, отдельно
Инициализировать новый 64-разрядный Long из младшего и высокого бит
Если число > 0, то существует корреляция между двумя числами

Примечание: для приведенного ниже примера кода для работы вам необходимо загрузить long.js.

// Handy to output leading zeros to make it easier to compare the bits when outputting to the console
function zeroPad(num, places){
    var zero = places - num.length + 1;
  return Array(+(zero > 0 && zero)).join('0') + num;
}

// 2^3 = 8
var val1 = Long.fromString('8', 10);
var val1High = val1.getHighBitsUnsigned();
var val1Low = val1.getLowBitsUnsigned();

// 2^61 = 2305843009213693960
var val2 = Long.fromString('2305843009213693960', 10);
var val2High = val2.getHighBitsUnsigned();
var val2Low = val2.getLowBitsUnsigned();

console.log('2^3 & (2^3 + 2^63)')
console.log(zeroPad(val1.toString(2), 64));
console.log(zeroPad(val2.toString(2), 64));

var bitwiseAndResult = Long.fromBits(val1Low & val2Low, val1High & val2High, true);

console.log(bitwiseAndResult);
console.log(zeroPad(bitwiseAndResult.toString(2), 64));
console.log('Correlation betwen val1 and val2 ?');
console.log(bitwiseAndResult > 0);

Выход консоли:

2 ^ 3

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000

2 ^ 3 + 2 ^ 63

0010000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000

2 ^ 3 и (2 ^ 3 + 2 ^ 63)

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000

Корреляция между val1 и val2?

True

Ответ 4

В библиотеке Closure есть goog.math.Long с побитовым методом add().

Ответ 5

Теперь это можно сделать с помощью нового встроенного числового типа BigInt. BigInt в настоящее время (июль 2019 года) доступен только в определенных браузерах, подробности см. По следующей ссылке:

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/BigInt

Я протестировал побитовые операции с использованием BigInts в Chrome 67 и могу подтвердить, что они работают должным образом с 64-битными значениями.