비트연산자

• 급 관심이 생겨서..

 

& | ^ ~ << >>

 

 

• & : AND
• | : OR
• ^ : XOR
• ~ : NOT
• << : LEFT
• >> : RIGHT

int x = 5;  // 0 0 1 0 1
int y = 19; // 1 0 0 1 1

 

 

1. & -> AND

int x = 5;                  // 0 0 1 0 1
int y = 19;                 // 1 0 0 1 1
int x_and_y = 5 & 19;       // 0 0 0 0 1 -> 1

 

• 양쪽 모두 1인 것들만 1로, 나머지는 0으로

 

2. | -> OR

int x = 5;                  // 0 0 1 0 1
int y = 19;                 // 1 0 0 1 1
int x_or_y = 5 | 19;        // 1 0 1 1 1 -> 23

• 값중에 하나만 1이여도 1, 나머지는 0

 

3. ^ -> XOR

int x = 5;                   // 0 0 1 0 1
int y = 19;                  // 1 0 0 1 1
int x_xor_y = 5 ^ 19;        // 1 0 1 1 0 -> 22

• 양쪽의 값이 다르면 1, 같으면 0

 

4. ~ -> NOT

int x = 5;                  // 00000000  00000101
int y = 19;                 // 00000000  00010011

int notX = ~5;              // 11111111  11111010        notX: -6
int notY = ~19;             // 11111111  11101100        notY: -20

• 양쪽 정수에 1을 더한 다음 -1을 곱한 것과 같은 결과
• 0을 1로, 1을 0으로

5. <<, >>

int x = 5;                  // 0 0 1 0 1    x: 5
int x_L_1 = 5 <<1;          // 0 1 0 1 0    xLeft1: 10

int y = 19;                 // 0 1 0 0 1 1  y: 19
int y_L_1 = 19 << 1;        // 1 0 0 1 1 0  yLeft1: 38

• << : 왼쪽으로 자리수를 이동
• 0 0 1 0 1
• 0 1 0 1 0
• 각각 2를 곱한 값이 나옴

 

int x = 5;                  // 0 0 1 0 1    x: 5
int x_L_1 = 5 >> 1;         // 0 0 0 1 0    x_R_1: 2

int y = 19;                 // 0 1 0 0 1 1    y: 19
int y_L_1 = 19 >> 1;        // 0 0 1 0 0 1    y_R_1: 9

• >>: 오른쪽으로 자리수를 이동
• 0 1 0 0 1 1
• 0 0 1 0 0 1
• 2로 나눈 다음 소수점 이하를 버린 결과

 

 

이걸 어디다가 씀?

 

 

 

int a = 1, b = 1; 
int c = 1, d = 1;

boolean bool1 = a > b && a++ > b; 
boolean bool2 = c == d || c ++ == d;

boolean bool3 = a > b & a++ > b;
boolean bool4 = c == d | c++ == d;

• 뭔차이?

• 단축 평가(short-circuit evaluation)이 되지 않음
  • 첫번째 bool1을 계산해볼 때 가정해보자(bool2도 동일)
  • a 는 b보다 크지 않다(같다) false
  • 앞의 계산이 false이니 뒤의 a++ > b는 계산을 안 해봐도 된다 
  • &&는 뒤의 ++a가 수행이 되지 않는다. (콤퓨타 답다)
• bool3, bool4
  • 동일하게 수행되나 단축 평가가 되지 않아
  • a++, c++가 수행되게 된다.

• 즉, boolean 값이 무엇이든 간에 실행해야 하는 연산이 있으면 사용하는게 좋다.!

별로 필요 없는거 같은데?

 

1. 주어진 정수가 홀인지 짝인지 알아볼 때 쓰인다(홀짝 코테 첨 배울때 어려운!~)

int a = 3;
int b = 15;

int c = 4;
int d = 20;

for (int i : new int[]{a,b,c,d}) {
	if ((i % 2) == 1) System.out.println(i + "는 홀수 입니다.");
	if ((i & 1) == 1) System.out.println(i + "는 홀수 입니다.");
}

• 일반적으로 널리 사용되는 방법: 2로 나눈 나머지를 보는 것
• 1이 남으면 홀수, 나누어떨어져 0이 남으면 짝수

 

• 비트연산자 &를 사용하면?
  • 홀수는 이진법에서 첫 자리가 1로 나온다.
  • 3 ->   0 1 0 1
  • 15 -> 1 1 1 1
  • 1과 함께 &로 연산하면 홀수는 모두 1로
  • 짝수는 0으로 연산이 되는 것! (& -> 둘다 1이면 1, 아니면 0)
• 왜씀?
  • 성능이 차이가 난다. (근소하게)

 

2. SWAP

int a = 5;
int b = 19;

int temp = a;
a = b;
b = temp;

• 일반적인 swap 방법

int c = 5;    // 0 0 1 0 1
int d = 19;   // 1 0 0 1 1

c ^= d;       // c: 1 0 1 1 0
d ^= c;       // d: 0 0 1 0 1
c ^= d;       // c: 1 0 0 1 1

 

3. 비트마스킹

int WIFI = 1;                    // 0 0 0 1 WIFH: 1
int PEN = 1 << 1;                // 0 0 1 0 PEN: 2
int CAMERA = 1 << 2;             // 0 1 0 0 CAMERA: 4
int SDCARD = 1 << 3;             // 1 0 0 0 SDCARD: 8

int tablet_1 // tablet_1: 14
= PEN | SDCARD;  // 1 0 1 0

int tablet_2 // tablet_2: 12
= WIFI | CAMERA | SDCARD; // 1 1 0 1


boolean t1_HasPen = (tablet_1 & PEN) > 0; // t1_HasPen: true
boolean t1_HasCamera = (tablet_1 & CAMERA) > 0; // t1_HasCamera: false

boolean t2_HasWifi = (tablet_2 & WIFI) > 0; // t2_HasWifi: true
boolean t2_HasPen = (tablet_2 & PEN) > 0; // t2_HasPen: false

• 비트 마스킹과 비트 연산을 사용하여 여러 장치를 나타내는 상태를 표현하고 확인하는 간단한 예를 보여줌
• WIFI, PEN, CAMERA, SDCARD 변수
  • WIFI는 이진으로 1로 표현되어 있으며, 0 0 0 1
  • PEN는 2번 비트가 1로 설정되어 있으며, 0 0 1 0
  • CAMERA는 3번 비트가 1로 설정되어 있으며, 0 1 0 0
  • SDCARD는 4번 비트가 1로 설정되어 있으며, 1 0 0 0
• tablet_1 변수
  • tablet_1은 PEN과 SDCARD를 비트 OR 연산으로 결합한 것
  • tablet_1의 값은 0 0 1 0 | 1 0 0 0 = 1 0 1 0이 되어, 10진수로는 14
• tablet_2 변수
  • tablet_2는 WIFI, CAMERA, 그리고 SDCARD를 비트 OR 연산으로 결합한 것
  • tablet_2의 값은 0 0 0 1 | 0 1 0 0 | 1 0 0 0 = 1 1 0 1이 되어, 10진수로는 12
• t1_HasPen 변수:
  • t1_HasPen은 tablet_1과 PEN을 비트 AND 연산하여 1 0 1 0 & 0 0 1 0 을 계산한 결과
  • 0 0 1 0 으로 0보다 크다 -> true
• t1_HasCamera 변수:
  • t1_HasCamera는 tablet_1과 CAMERA를 비트 AND 연산하여 0 0 1 0 & 0 1 0 0을 계산한 결과
  • 이 연산의 결과가 0이므로 t1_HasCamera은 false
• t2_HasWifi 변수:
  • t2_HasWifi는 tablet_2와 WIFI를 비트 AND 연산하여 1 1 0 1 & 0 0 0 1을 계산한 결과
  • 연산의 결과가 1이므로 t2_HasWifi은 true
• t2_HasPen 변수:
  • t2_HasPen은 tablet_2와 PEN을 비트 AND 연산하여 1 1 0 1 & 0 0 1 0을 계산한 결과
  • 연산의 결과가 0이므로 t2_HasPen은 false

 

 

정리를 해봤는데 비트마스킹은 좀 어려운거 같다.!

곰곰히 생각해보면 이해가 될 것이다. ! 시프트 연산에 OR연산으로 더해준다음 &연산으로 존재하는지 존재하지 않는지 확인

 

https://youtu.be/V_taqJlZeeE