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2016/03/26 公開

・ビット演算子

ビット(bit)とは、コンピューターが処理する最小のデータ単位で、一般的に0と1の２つの値で表されます。Javaで扱う数値は、このビットをいくつか集めたものから出来ています。例えば、byte型変数の場合は8bit、int型の変数の場合は32bitです。

ビット演算とは、Javaで扱う数値を2進数で表したときの各桁の値(0または1)に対して以下の演算を行うことです。

①AND(論理積)

　両方のビットが1であれば1、それ以外は0にします。

AND

　下図は、int型(32bit)の14と5をAND演算した例で、32桁の各桁ごとにAND演算を行っています。1桁目の演算結果を右のAND演算の表と対応付けています。

AND

②OR(論理和)

　どちらか片方のビットが1であれば1、それ以外は0にします。

OR

　下図は、int型(32bit)の14と5をOR演算した例で、32桁の各桁ごとにAND演算を行っています。1桁目の演算結果を右のOR演算の表と対応付けています。

OR

③XOR(排他的論理和)

　2つのビットが異なっていれば1、それ以外は0にします。

XOR

　下図は、int型(32bit)の14と5をXOR演算した例で、32桁の各桁ごとにXOR演算を行っています。1桁目の演算結果を右のXOR演算の表と対応付けています。

XOR

④NOT(否定)

　ビットが1なら0、0なら1にします。

NOT

　下図は、int型(32bit)の14をNOT演算した例で、32桁の各桁ごとにNOT演算を行っています。1桁目の演算結果を右のNOT演算の表と対応付けています。

NOT

これを、Javaのソースコードにすると以下のようになります。

BitOperator.java　←　クリックしてダウンロードページに移動 
001:    public class BitOperator {
002:    	public static void main( String[] args ) {
003:    		int a = 14;	// 2進数 1110
004:    		int b = 5;	// 2進数 0101
005:    
006:    		int and = a & b; // AND
007:    		int or  = a | b; // OR
008:    		int xor = a ^ b; // XOR
009:    		int not = ~a;    // NOT
010:    
011:    		//結果を表示
012:    		System.out.println( a + " AND " + b + " = " + and );
013:    		System.out.println( a + " OR  " + b + " = " + or );
014:    		System.out.println( a + " XOR " + b + " = " + xor );
015:    		System.out.println( "NOT " + a + " = " + not );
016:    	}
017:    }

出力結果 

14 AND 5 = 4
14 OR  5 = 15
14 XOR 5 = 11
NOT 14 = -15

ここからは、このソースコードを上から順番に解説していきます。 

001:    public class BitOperator {

クラス名を、BitOperatorとしています。 

002:    	public static void main( String[] args ) {

このmainメソッドからプログラムを実行します。 

003:    		int a = 14;	// 2進数 1110
004:    		int b = 5;	// 2進数 0101

このプログラムで演算に使うint型の変数aとbを宣言し、値を代入しています。 

006:    		int and = a & b; // AND
007:    		int or  = a | b; // OR
008:    		int xor = a ^ b; // XOR

変数aとbをAND、OR、XORで演算しています。 

009:    		int not = ~a;    // NOT

変数aをNOT演算子で、ビットを反転しています。 

011:    		//結果を表示
012:    		System.out.println( a + " AND " + b + " = " + and );
013:    		System.out.println( a + " OR  " + b + " = " + or );
014:    		System.out.println( a + " XOR " + b + " = " + xor );
015:    		System.out.println( "NOT " + a + " = " + not );

最後に演算結果を表示しています。

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