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비트연산자
비트연산자(bitwise operator)는 비트 연산자는 비트(bit) 단위로 논리 연산을 할 때 사용하는 연산자이다. 비트는 바이트 단위보다 더 작은 단위이며, 2진수를 저장한다. 즉 컴퓨터에서 사용할 수 있는 최소 단위이다. 또한 전체 비트를 왼쪽이나 오른쪽으로 이동시킬 때도 사용한다.[1]
목차
개요
비트 연산자는 데이터를 비트 단위로 연산한다. 그러므로 0과 1로 표현이 가능한 정수 타입만 비트 연산이 가능하다. 비트 연산자는 기능에 따라 비트 이동 연산자, 비트 논리 연산자로 구분된다. [1]
특징
논리 연산자
비트 연산자 종 류 연산자 설 명 논리 연산자 & 대응 되는 비트가 모두 1이면 1을 반환한다. (비트 AND 연산) │ 대응되는 비트 중에서 하나라도 1이면 1을 반환함. (비트 OR 연산) ^ 대응되는 비트가 서로 다르면 1을 반환함. (비트 XOR 연산) ~ 비트를 1이면 0으로, 0이면 1로 반전시킴. (비트 NOT 연산)
논리 연산자는 (&,│,^,~)로 이루어져 있으며 비트 논리 연산자는 그 대상이 boolean타입일 경우에는 일반 논리 연산자로 활용되지만 대상이 정수형일 경우에는 위의 표와 같이 비트 논리연산자로 활용한다. 비트 연산은 두 값을 비트 단위로 나열한 뒤 각 자릿수를 비트 연산자로 연산한다. 각 자릿수의 연산은 독립적이며 다른 자릿수에 영향을 주지 않는다. [3]
AND 연산자
& (AND연산)
AND 연산 결과 입력값 반환값 0, 0 0 0, 1 0 1, 0 0 1, 1 1
& 연산(논리곱)은 2진수로 표현된 2개의 피연산자를 AND연산 하여 결과를 나타낸다.
AND 연산자는 2진수로 표현된 두 비트가 모두 1일 때만 1을 반환하며, 다른 경우는 모두 0을 반환한다.[3]
OR 연산자
│ (OR연산)
OR 연산 결과 입력값 반환값 0, 0 0 0, 1 1 1, 0 1 1, 1 1
| 연산(논리합)은 2진수로 표현된 2개의 피연산자를 OR연산 하여 결과를 나타낸다.
OR 연산자는 대응되는 두 비트 중 하나라도 1이면 1을 반환하며, 두 비트가 모두 0일 때만 0을 반환한다. [3]
XOR 연산자
^ (XOR연산)
OR 연산 결과 입력값 반환값 0, 0 0 0, 1 1 1, 0 1 1, 1 0
^ 연산(배타적 논리합)은 2진수로 표현된 2개의 피연산자를 XOR연산 하여 결과를 나타낸다.
XOR 연산자는 대응되는 두 비트가 서로 다르면 1을 반환하고, 서로 같으면 0을 반환한다. [3]
NOT 연산자
~ (NOT연산)
NOT 연산 결과 입력값 반환값 0 1 1 0
^연산(배타적 논리합)은 2진수로 표현된 2개의 피연산자를 XOR연산 하여 결과를 나타낸다.
XOR 연산자는 대응되는 두 비트가 서로 다르면 1을 반환하고, 서로 같으면 0을 반환한다. [3]
(예제)
System.out.println(" 15 & 25 = " + (15 % 25));
System.out.println(" 15 | 25 = " + (15 | 25));
System.out.println(" 15 ^ 25 = " + (15 ^ 25));
System.out.println(" ~25 = " + (~25));
15 & 25 = 9
15 | 25 = 31
15 ^ 25 = 22
~25 = -26
이동 연산자
비트 연산자 종 류 연산자 설 명 이동 연산자 << 비트값을 주어진 숫자만큼 왼쪽으로 이동 시킨 후 빈자리는 0으로 채운다. (left shift 연산) >> 비트값을 주어진 숫자만큼 오른쪽으로 이동 시킨 후 빈자리는 정수 a의 최상의 부호비트와 같은 값으로 채운다. (right shift 연산) >>> (자바에만 존재)비트 값을 주어진 숫자 만큼 오른쪽으로 이동 시킨 후 빈공간을 모두 0으로 채운다
Left Shift 연산자
<< (left shift 연산)
<< 연산자는 두개의 피연산자를 요구하며 다음의 의미를 가진다.
num 비트를 왼쪽으로 1칸씩 이동시킬 때마다 정수의 값은 2배가 된다.
num 비트를 오른쪽으로 1칸씩 이동시킬 때마다 정수의 값은 2로 나누어진다.[4]
<< 연산결과 int num1 = 3 num1 << 2; // num1 의 결과 값 3의 비트열을 2칸 왼쪽으로 이동한다. //
num1 = 0000 0011 num1 = 0000 1100 // num1 의 결과 값이 3에서 12로 변한다.//
Right Shift 연산자
>> (right shift 연산)
>> 연산자는 두개의 피연산자를 요구하며 다음의 의미를 가진다.
num1 >> num2 : num1의 비트 열을 num2칸씩 오른쪽으로 이동시킨 결과를 반환한다.
[4]
>> 연산결과 int num1 = 9 num1 >> 2; // num1 의 결과 값 9의 비트열을 2칸 오른쪽으로 이동한다. //
num1 = 0000 1001 num1 = 0000 0010 // num1 의 결과 값이 9에서 2로 변한다.//
>>> (right shift 연산)
>>> 연산은 오직 자바에만 있는 연산이며 >> 연산과 기본원리는 같다. 연산자에서 중요하게 볼 부분은 음수의 이동이다. >> 연산자일때 양수의 이동일 경우 자동으로 0이 채워지지만 음수일 경우에는 0을 채우는 경우와 1을 채우는 경우로 나뉘어진다.
하지만 >>> 연산자는 맨 왼쪽에서 최상위 부호비트와 관계없이 무조건 0으로 채워지기 때문에 결과값은 무조건 양수로만 나타나게 된다.[4]
>>> 연산결과 int num1 = 9 num1 >>> 2; // num1 의 결과 값 9의 비트열을 2칸 오른쪽으로 이동한다. //
num1 = 0000 1001 num1 = 0000 0010 // 양수일때는 >> 연산과 결과값이 같게 나온다.//
int num1 = -9; num1 = num1 >>> 2; 1073741821 // 음수일경우 이상한 값이 나온다. 그 이유는 빈자리를 0으로 채우기 때문이다.//
int num1 = 0; num1 = num1 >>> 2; -3 // 따라서 음수일 때는 -부호를 붙여 사용하면 된다.
각주
참고자료
- 비트 연산자, 〈비트 연산자〉, 《TCP SCHOOL》
- 비트 연산자의 종류,〈비트 연산자의 종류〉, 《김로키》, 2015-11-22
- 논리 연산자, 〈논리 연산자〉, 《코딩팩토리》, 2020-04-19
- 이동 연산자, 〈이동 연산자〉, 《구운밤》, 2016-07-10
같이 보기
