第４９章 ビット単位の演算

今回は、ビット単位の演算をします。早い話が第４０章の続きです。 まず、ビット単位でのand, or, exclusive orについて理解しましょう。 

&  (and)ともに１なら１
^  (xor)互いに異なるとき１
|  (or) １を含めば１

うーん、これじゃわからん！

はい。まず、andとorを覚えましょう。andは「かつ」、orは「または」です。 「かつ」というのはどちらも真の時のみ真となります。１を真、０を偽と考えると わかりやすいですね。「猫は、動物である」かつ「犬は、昆虫である」という命題は 前半は正しいですが、後半は間違っています。従って、全体としては偽です。 しかし、「猫は、動物である」または「犬は、昆虫である」は前半があっているので 全体としては真です。こういう説明は、論理演算の説明でビット演算の説明に 使うのは間違っていますが、結果的には同じことで「かつ」わかりやすいですね。 xorは、特殊なもので互いに異なる時のみ真と覚えればよいでしょう。 

  ビット演算                10進数
(1010)&(1001)=(1000)・・・10 & 9 = 8
(1010)^(1001)=(0011)・・・10 ^ 9 = 3
(1010)|(1001)=(1011)・・・10 | 9 = 11
ビット演算の所と１０進数の所をよく見て下さい。 上の計算の意味がわかったでしょうか？

では、上の計算が正しいかどうか実際にプログラムを書いてみましょう。

１０進数で１０は２進数では、１０１０です。
１０進数で９は２進数では、１００１です。
これらの、ビット演算（&,^,|）を行っています。

どうでしょうか。ビット演算の意味がおわかりいただけたでしょうか。

「計算の方法はわかったが、こんなもの何の役に立つのだ！？」

と、思っているあなた！これが結構重宝するのです。 簡単な例をプログラムで示しましょう。 

#include <stdio.h>

void get_animal(int);
int dog = 1, cat = 2, rat = 4, rabbit = 8;
int c[4];

int main(void)
{
    printf("dog => ");
    get_animal(dog);
    printf("cat => ");
    get_animal(cat);
    printf("rat => ");
    get_animal(rat);
    printf("rabbit => ");
    get_animal(rabbit);
    printf("dog | cat => ");
    get_animal(dog | cat);
    printf("dog | cat | rabbit => ");
    get_animal(dog | cat | rabbit);
    return 0;
}

void get_animal(int x)
{
    int i;
    for (i = 0; i <= 3; i++) {
        c[i] = x % 2;
        x /= 2;
        printf("c[%d] = %d, ", i, c[i]);
    }
    printf("\n");
    return;
}
上のプログラムを実行すると・・・

c[0]が１なら犬、c[1]が１なら猫、c[2]が１ならラット、 c[3]が１ならウサギを表しています。複数の動物を表したいならば orで結んでいけばいいのです。

もう少し説明すると、dog = 1ですから、これを ２進数で表すと０００１、cat = 2は００１０、 rat = 4は０１００、rabbit = 8は１０００と なります。それぞれのビットが犬、猫、ラット、 ウサギを表すと思えばいいですね。 そして、複数の動物を表したいときは cat | dog のようにすれば、それぞれのビットに １が入ります。

get_animal関数では、引数xを２進数に直して、 逆向きに表示しています。

０００１ならば、c[0]=1,c[1]=0,c[2]=0,c[3]=0 という具合です。

こういう使い方は、WindowsのAPI関数でよく出てきます。

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Update Jan/31/1997 By Y.Kumei
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