ビット演算 (C++をもう一度)
[履歴] [最終更新] (2014/12/21 04:00:40)
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ビットフラグ

#include <iostream>
using namespace std;

const int FLAG_A = 1; // 1 << 0
const int FLAG_B = 2; // 1 << 1
const int FLAG_C = 4; // 1 << 2
const int FLAG_D = 8; // 1 << 3

int main() {
    int flagsX = FLAG_A | FLAG_B | FLAG_C;
    int flagsY = FLAG_D;
    int flagsZ = 0;

    // AND(&): フラグの取り出し
    cout << (flagsX & FLAG_A) << endl; //=> 1
    cout << (flagsX & FLAG_B) << endl; //=> 2
    cout << (flagsX & FLAG_C) << endl; //=> 4
    cout << (flagsX & FLAG_D) << endl; //=> 0 ("== 0" であればフラグOFF)

    // OR(|): フラグの合成
    flagsY |= FLAG_A | FLAG_B; // A, B, D が ON

    // AND_NOT(&~): フラグの削除
    flagsY &= ~(FLAG_B | FLAG_D); // A が ON

    // XOR(^): フラグの反転
    flagsY ^= FLAG_A | FLAG_D; // D が ON

    return 0;
}

その他

XORを用いて 0 と 1 のトグルが行えることは有名です。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int toggle = 1;
    toggle ^= 1;
    cout << toggle << endl; //=> 0
    toggle ^= 1;
    cout << toggle << endl; //=> 1
    //=> 0, 1, 0,...

    return 0;
}

左シフトは2のN乗倍、右シフトは2のN乗で割る。右シフトを扱うときは、負の数について先頭ビットが0と1のどちらで埋められるかが環境依存なため、unsignedを使用すると混乱を避けられます。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    unsigned int x = 10;
    cout << (x << 3) << endl; //=> 80 (2**3 = 8倍)
    cout << (x >> 3) << endl; //=> 1 (10/8=1 (余り2は捨てる))
    return 0;
}

ビットの状態を出力する例は以下のようになります。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    unsigned int x = 10;
    vector<int> v;

    // ビット毎にスキャン
    for (int i = 1; i != 0; i <<= 1) {
        if((x & i) != 0) {
            v.push_back(1);
        }
        else {
            v.push_back(0);
        }
    }

    for (int i = v.size() - 1; i >= 0; --i) {
        cout << v[i];
    }
    cout << endl; //=> 00000000000000000000000000001010
    return 0;
}
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