- ビット演算の基本操作: ビット演算には以下の操作があります。
- ビットAND (&): 二つのビット列の対応するビットが両方とも1の場合に1を返します。
- ビットOR (|): 二つのビット列の対応するビットのうち少なくとも一方が1の場合に1を返します。
- ビットXOR (^): 二つのビット列の対応するビットが一方が1で他方が0の場合に1を返します。
- ビットNOT (~): ビット列の各ビットを反転させます。
- ビットマスク: ビット演算は、ビットの特定の位置を操作したり、特定のビットを取り出したりするために使用されます。ビットマスクは、特定のビットパターンを作成するために使用されるビット列です。
例えば、以下のような場合にビットマスクを使用します。
- 特定のビットの値を設定する: ビットOR演算を使用して特定のビットを1に設定します。
- 特定のビットの値をリセットする: ビットAND演算を使用して特定のビットを0にリセットします。
- 特定のビットの値をトグルする: ビットXOR演算を使用して特定のビットの値を反転させます。
- ビットシフト: ビットシフト演算は、ビット列を左または右に指定された数だけシフトする操作です。
- 左シフト (<<): ビット列を左に指定された数だけシフトします。左にシフトされたビットは0で埋められます。
- 右シフト (>>): ビット列を右に指定された数だけシフトします。右にシフトされたビットは符号ビットによって埋められます。
ビット演算は、データの圧縮、暗号化、ビットフラグの操作など、さまざまな応用で使用されます。上記の操作を組み合わせることで、さまざまなビットレベルの操作が可能となります。
以下にいくつかのコード例を示します。
# ビットAND演算
a = 0b10101010
b = 0b11001100
result = a & b
print(bin(result)) # 出力: 0b10001000
# ビットOR演算
a = 0b10101010
b = 0b11001100
result = a | b
print(bin(result)) # 出力: 0b11101110
# ビットXOR演算
a = 0b10101010
b = 0b11001100
result = a ^ b
print(bin(result)) # 出力: 0b01100110
# ビットNOT演算
a = 0b10101010
result = ~a
print(bin(result)) # 出力: -0b10101011
# 左シフト
a = 0b10101010
result = a << 2
print(bin(result)) # 出力: 0b1010101000
# 右シフト
a = 0b10101010
result = a >> 2
print(bin(result)) # 出力: 0b101010このように、Pythonのビット演算を使用することで、ビットレベルの操作が可能となります。ビット演算はデータ処理や暗号化、ビットフラグの操作など、さまざまな応用で利用されます。上記の基本操作やビットマスク、ビットシフトの例を参考にして、自分自身でさまざまなビット演算の応用を試してみてください。