JavaScript模运算符理解及运用实战

引言

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

当我初次接触编程时，模运算符（%）曾让我感到十分困惑。😬

如果不理解其背后的逻辑，它生成的数值往往显得毫无规律：

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

本文将通过优化对除法的理解方式，来阐明模运算符的工作机制，并在最后分享一个日常开发中的实用技巧。

受众群体:

本文面向初级至中级JavaScript开发者。预设读者具备基础JS知识，但核心内容对所有人均有价值！

重新思考

假设我们要进行如下计算：

12 ÷ 4

除法往往给人抽象或理论化的印象，但我们可以采用一种更实用的思考方式：将一个数字分割成大小相等的组。

12 ÷ 4的计算结果为3，因为每个组恰好包含3个项目。本质上，我们在计算每个组中应包含的项目数量。

在上述示例中，被除数是12。使用除法时，这个数字可以被分割成多种不同的方式。

假设我们有以下等式：

11 ÷ 4

该方程的结果为2.75。这意味着每组有2个完整的项目，再加上另一个项目的3/4。

如果我们在分配披萨或蛋糕，这种分割方式是可行的。但如果这些物品是不可分割的呢？如果我们不能将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：

这被称为余数。这也是模运算符所产生的结果。

当这些数字可以被平均分为几组时（例如，12 ÷ 4），没有余数：

12 % 4; // 0

当被除数（要被除的数）无法平均分成几组时，模运算符会告诉我们还剩下多少：

11 % 4; // 3

一个真实的使用案例

我不是数学家，而是Web开发人员。所有这些数学内容虽然有趣，但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。

假设我们有一个包含三种颜色的数组。我们希望每秒切换到列表中的下一个颜色。当我们到达列表末尾时，就继续回到第一项：

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。

在我看来，仅凭这个小技巧，模运算符就值得学习！这些年来，我已经多次使用这种循环数组技巧，这只是模运算符的几个实际用例之一。

最后

本文通过改进除法的心理模型来学习模运算是如何工作的，并介绍了一个很实用的日常实践，希望对你有所帮助。

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