ビットシフト - 【ゆるゆるプログラミング】

2016.04.03

Javaプログラミング

ビットシフト(bit shift)

ビットシフト(bit shift)とは、２進数を表現するビット（0と1の２つの値）の桁を左右のどちらかに指定回数だけずらすことです。

ビットシフトには、右にビットの並びをずらす右シフトと、左にずらす左シフトがあります。

①右シフト

すべてのビットを右にずらします。演算子は、">>"です。

下の図は、bytet型(8bit)の78を右にシフトしている様子を表したものです。

1回のシフトで最上位ビット（左端のビット）は必ず0になります。

また、シフト前の最下位ビット（右端のビット）は、無くなります。

条件によって、1回の右シフトには2で割るのと同じ計算になります。

2で割ったときの余りは切り捨てです。

ここでの条件は、計算する値が整数型で、正の整数であることです。

②左シフト

すべてのビットを左にずらします。演算子は、"<<"です。

下の図は、bytet型(8bit)の78を左にシフトしている様子を表したものです。

1回のシフトで最下ビット（右端のビット）は必ず0になります。

また、シフト前の最上位ビット（左端のビット）は、無くなります。

条件によって、1回の左シフトには2を掛けるのと同じ計算になります。

ここでの条件は、計算する値が整数型で、正の整数であることです。

ただし、最上位ビットが1の場合にマイナスの値になるので、シフトの回数が多いとマイナスの値になってしまいます。

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

ダウンロード

public class BitOperator {
	public static void main( String[] args ) {
		int a = 14;	// 2進数 1110
		int b = 5;	// 2進数 0101

		int and = a & b; // AND
		int or  = a | b; // OR
		int xor = a ^ b; // XOR
		int not = ~a;    // NOT

		//結果を表示
		System.out.println( a + " AND " + b + " = " + and );
		System.out.println( a + " OR  " + b + " = " + or );
		System.out.println( a + " XOR " + b + " = " + xor );
		System.out.println( "NOT " + a + " = " + not );
	}
}

コンパイルソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis BitOperator.java

コンパイルソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac BitOperator.java

実行

C:\talavax\javasample>java BitOperator

出力結果

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

Javaソースコードの解説

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。

public class BitOperator {

クラス名を、BitOperatorとしています。

	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
004

		int a = 14;	// 2進数 1110
		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
007
008

		int and = a & b; // AND
		int or  = a | b; // OR
		int xor = a ^ b; // XOR

変数aとbをAND、OR、XORで演算しています。

		int not = ~a;    // NOT

変数aをNOT演算子で、ビットを反転しています。

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

最後に演算結果を表示しています。

以上です。