JavaScript中的16位二进制算术

Question

Javascript只有一种数字类型：64位浮点数。

使用Javascript，我需要实现一个哈希算法，该算法设计为使用16位无符号整数的C编写。

主要操作如下（伪代码）：

uint16 n = 0;
string s = "abcd1234";

for (int i = 0; i < s.length; i += 1) {
    n ^= (n << 2) + (n >> 3) + s[i];
}

return n;

当使用uint16值时，这会产生一个结果；如果n是64位浮点数，则会产生不同的结果。

到目前为止，我对这个问题的最佳解决方案是将每个位运算的结果转换为<= 16位，使用类似于以下javascript函数的函数：

function uint16 (n) {
    return parseInt(n.toString(2).slice(-16), 2);
}

进行类似以下javascript代码的操作：

for (var i = 0; i < s.length; i +=1 ) {
    n ^= uint16(uint16(n << 2) + uint16(n >>> 3) + s.charCodeAt(i));
}

但我并不百分之百地确定这将总是产生正确的结果。

在JavaScript中，是否有一种标准的方法来模拟对数字值进行16位无符号位数操作？

- Alex McMillan

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在Javascript中，浮点数并不是唯一的数字类型 - 还有整数。任何对浮点数的位运算都会将数字向下舍入为整数。例如，3.5 << 1 == 6或10.9 | 0 == 10。然而，32位和16位整数的结果可能不同。@Amit提供了一种将数字转换为“16位”整数的方法，即通过修剪它来实现...但是您可能需要查看JS TypedArrays，例如Uint16Array。https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Typed_arrays - Aurel Bílý

Answer 1

您可以使用按位与。

它作用于32位整数，但是您可以只使用"and"和0xffff。

function uint16 (n) {
  return n & 0xFFFF;
}

此外，位移操作（<<，>>>）也适用于32位整数，因此您只需要在赋值之前调用uint16函数即可。

for (var i = 0; i < s.length; i +=1 ) {
  n ^= uint16((n << 2) + (n >>> 3) + s.charCodeAt(i));
}

- Amit

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谢谢 - AND运算看起来是个好主意，但我不明白仅在最后修剪结果的做法如何奏效。我认为这就像在32位容器中处理16位值一样..如果使用>>>，是否会带入高阶位，而这些高阶位在真正的16位值中应该是0？ - Alex McMillan

@AlexMcMillan - 是的，你是对的.. 你确实需要中间操作。 - Amit

另外提一下，如果你想要16位的有符号整数，可以使用(n << 16 >> 16)，它将会对n的左侧16位进行符号扩展。 - mseddon

Answer 2

我怀疑 @Amit 的版本会更快执行，但这是我成功使用的一种解决方法：

//create a typed container, we'll work only in the first index.
const idx = 0;
const n = new Uint16Array(1);

for (int i = 0; i < s.length; i += 1) {
    n[idx] ^= (n[idx] << 2) + (n[idx] >> 3) + s[i];
}

- ABCD.ca