理解JavaScript模运算符

news2024/12/23 4:48:35

本文翻译自 Understanding the JavaScript Modulo Operator，作者：joshwcomeau，略有删改。

当我第一次学习编码时，我记得发现模运算符（%）非常令人困惑。😬

当你不明白它的原理的时候，它产生的值看起来完全是随机的：

const what = 10 % 4; // 2
const the = 10 % 10; // 0
const heck = 4 % 10; // 4

在这篇文章中，我们将通过改进除法的心理模型来学习这个运算符是如何工作的，文末还将介绍一个实用的日常实践。

受众群体:这篇博客文章是为初级到中级JavaScript开发人员所写。一些JavaScript知识是假设的，但核心内容应该对每个人都有用！

重新思考

假设我们有下面的计算：

12 ÷ 4

除法常常让人感觉非常抽象或理论化，但有一种实用的方法来思考它：我们可以把一个数字分成大小相等的组。

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12 ÷ 4的计算结果为3，因为每个组正好包含3个项目。从本质上讲我们正在计算每个组中将包含多少个项目。

在上面的示例中我们的被除数是12。使用除法时，它可以用很多不同的方式来分割。

假设我们有以下等式：

11 ÷ 4

这个方程式的值为2.75。每组有2个完整的项目，然后是另一个项目的3/4。

如果我们分披萨或蛋糕，这是可行的。但如果这些物品是不可摧毁的呢？如果我们不能把每一项分解成更小的部分呢？

在这种情况下，我们可以将2个项目放入每个组，然后剩下3个额外的项目放入一个组：

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这被称为余数。这是模运算符产生的结果。

在这些数字可以被平均分为几组的情况下（例如，12 ÷ 4），没有余数：

12 % 4; // 0

在被除数（要被除的数）不能平均分成几组的情况下，模运算符让我们知道还剩多少：

11 % 4; // 3

一个真实的使用案例

我不是一个数学家，我是一个Web开发人员。所有这些数学内容都很有趣，接下来让我们谈谈模运算符如何在前端页面上派上用场。

具体来说，有一种问题我似乎经常遇到，模运算符提供了完美的解决方案：循环数组。

假设我们有一个三种颜色的数组。每一秒都想切换到列表中的下一个颜色。当我们到达列表的末尾时，我们就继续回到第一项：

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这是一个比较棘手的问题。假设我们有一个名为timeElapsed的变量，它从0开始，每秒递增1。我们必须以某种方式将这个不断增加的值最终映射到一个只有3项的数组。

基于以上我们可以编写一个函数，它会产生以下结果：

const COLORS = ['red', 'yellow', 'blue'];
getColor({ timeElapsed: 0 }); // 'red'
getColor({ timeElapsed: 1 }); // 'yellow'
getColor({ timeElapsed: 2 }); // 'blue'
getColor({ timeElapsed: 3 }); // 'red'
getColor({ timeElapsed: 4 }); // 'yellow'
getColor({ timeElapsed: 5 }); // 'blue'
getColor({ timeElapsed: 6 }); // 'red'
getColor({ timeElapsed: 7 }); // 'yellow'
getColor({ timeElapsed: 8 }); // 'blue'

让我们看看模运算符如何帮助我们解决这个问题：

const COLORS = ['red', 'yellow', 'blue'];
function getColor({ timeElapsed }) {
  const colorIndex = timeElapsed % COLORS.length;
  return COLORS[colorIndex];
}

奇迹般地这正是我们所需要的结果！只要timeElapsed是一个整数，这个方法总是返回三种颜色中的一种。它会随着timeElapsed的增加而循环通过3种颜色。

COLORS.length等于3，因为我们的数组中有3种颜色。因此随着timeElapsed从0递增到8，该函数最终执行以下计算序列：

const colorIndex = 0 % 3; // 0
const colorIndex = 1 % 3; // 1
const colorIndex = 2 % 3; // 2
const colorIndex = 3 % 3; // 0
const colorIndex = 4 % 3; // 1
const colorIndex = 5 % 3; // 2
const colorIndex = 6 % 3; // 0
const colorIndex = 7 % 3; // 1
const colorIndex = 8 % 3; // 2

然后我们可以使用这个colorIndex从COLORS数组中查找颜色。它保证总是在该数组的可用索引范围内循环。

要理解为什么这样做，值得记住我们的新除法模型：我们试图将timeElapsed分成3个大小相等的组，没有任何分数或小数值。余数总是0、1或2。它永远不会是3+，因为如果还有3个，我们可以在每组中再放1个！

从本质上讲，这就好像我们有能力创建一个“圆形”数组。无论底层的timeElapsed值增长到多大，我们都可以让它在COLORS数组中无限循环。