JavaScript BigInt 打印无符号二进制表示答案

【问题标题】：JavaScript BigInt print unsigned binary represenationJavaScript BigInt 打印无符号二进制表示
【发布时间】：2022-01-14 12:28:49
【问题描述】：

使用 JavaScript 的 BigInt 时如何打印无符号整数？

BigInts 可以使用toString(2) 打印为二进制表示。然而对于负值，这个函数只是在打印时附加一个- 符号。

BigInt(42).toString(2)
// output => 101010
BigInt(-42).toString(2)
// output => -101010

如何打印BigInt(42) 的无符号表示？我认为使用常规的numbers 你可以做(-42 >>> 0).toString(2)，但是BigInt 似乎没有实现无符号右移，导致错误

(BigInt(-42) >>> BigInt(0)).toString(2)
// TypeError: BigInts have no unsigned right shift, use >> instead

【问题讨论】：

要解决 TypeError，您还需要将 0 包装在 BigInt 中。但是 BigInt 没有无符号右移，因为 BigInt 没有确定的长度。
对，对不起，但这给出了另一个错误消息。我已经更新了我的答案。
由于负 BigInts 表示为无限长的二进制补码，因此您无法将它们转换为二进制 - 您需要将它们转换为固定长度的值（如数字）或编写将转换它们的自定义函数基于当前长度。
明白这似乎是合乎逻辑的。所以我知道我的数字总是 64 位无符号整数，那我该怎么做呢？
由于 JS 数字是 64 位双精度数，您可能需要编写一个自定义类来基于 BigInt 来处理它。您还可以编写一个函数，将 BigInt 数转换为二进制表示，将每个 BigInt 视为 64 位值。

标签： javascript bit-manipulation bit-shift bigint

【解决方案1】：

获得负 BigInts 的二进制补码表示的一种简单方法是使用 BigInt.asUintN(bit_width, bigint)：

> BigInt.asUintN(64, -42n).toString(2)
'1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111010110'

请注意：

您必须定义所需的位数（在我的示例中为 64），没有“自然”/自动值。
仅给定二进制数字字符串，无法判断这是否意味着正 BigInt（值接近 2n**64n）或 -42n 的二进制补码表示。因此，如果您想稍后反转转换，则必须以某种方式提供此信息（例如，通过编写代码使其隐式假定一个或另一个选项）。
与此相关，这不是-42n 在当前浏览器内部存储的方式。（但这并不需要您担心，因为您可以随时/需要创建此输出。）
您可以通过减法获得相同的结果：((2n ** 64n) - 42n).toString(2) -- 同样，您可以指定要查看的位数。

BigInt 有类似 bitAtIndex 的东西吗？

不，因为没有关于如何表示 BigInts 的规范。引擎可以选择以任何他们想要的方式使用位，只要生成的 BigInts 的行为符合规范要求。

@Kyroath：

负 BigInts 表示为无限长的二进制补码

不，它们不是：当前浏览器中的实现将 BigInts 表示为“符号 + 幅度”，而不是二进制补码。然而，这是一个无法观察到的实现细节：实现可以改变它们在内部存储 BigInts 的方式，而 BigInts 的行为将完全相同。

您可能想说的是，任何负整数（大与否）的二进制补码表示在概念上都是 1 位的无限流，因此在有限空间中打印或存储它总是需要定义多个字符/位之后，流被简单地切断。当你有一个固定宽度的类型时，这显然定义了这个截止点；对于概念上无限的 BigInts，您必须自己定义它。

【讨论】：

感谢您的解决方案和解释！

【解决方案2】：

这是一种将 64 位 BigInts 转换为二进制字符串的方法：

// take two's complement of a binary string
const twosComplement = (binaryString) => {
  let complement = BigInt('0b' + binaryString.split('').map(e => e === "0" ? "1" : "0").join(''));
  return decToBinary(complement + BigInt(1));
}

const decToBinary = (num) => {
  let result = ""

  const isNegative = num < 0;
  if (isNegative) num = -num;

  while (num > 0) {
    result = (num % BigInt(2)) + result;
    num /= BigInt(2);
  }

  if (result.length > 64) result = result.substring(result.length - 64);
  result = result.padStart(64, "0");

  if (isNegative) result = twosComplement(result);
  return result;
}

console.log(decToBinary(BigInt(5))); // 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000101
console.log(decToBinary(BigInt(-5))); // 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111011

但是，此代码不进行任何验证。

【讨论】：

非常感谢！