4. [C언어] 비트 연산자

비트 단위 연산은 주로 하드웨어 관련 프로그래밍에 활용되지만,

그 외의 영역에서는

메모리 공간의 효율성을 높이고,

연산의 수를 줄이는 측면 때문에 사용하기도 합니다.

 

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1. 비트 연산자

 

비트 연산자는 정수 자료형만 취급합니다.

비트 연사자의 종류는

비트단위 논리 연산자, 비트단위 시프트 연산자 두 가지가 있습니다.

 

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2. 비트단위 논리 연산자

비트단위 논리 연산자에는 총 4가지가 있습니다.

& (and), | (or), ~ (not), ^ (xor)

 

1. 비트단위 & (and) 연산자

비교하는 두 비트열의 값이 모두 1일 때 결과는 1,

하나라도 0이라면 결과는 0입니다.

 

정수 35와 67을 & 비트 연산해보겠습니다.

0010 0011 (2) 10진수 35

0100 0011 (2) 10진수 67

--------------------------------

0000 0011 (2) 10진수 3  

출력 결과는 3

 

 

 

 

2. 비트단위 | (or) 연산자

비교하는 두 비트열의 값이 하나라도 1이면 결과는 1,

둘 다 0이면 결과는 0입니다.

 

마찬가지로 정수 35와 67을 | 비트 연산해보겠습니다.

0010 0011 (2) 10진수 35

0100 0011 (2) 10진수 67

--------------------------------

0110 0011 (2) 10진수 99

 

 

 

 

3. 비트단위 ~ (not) 연산자

피 연산자의 모든 비트열을 반전시킵니다.

0111 1111 (2) 10진수 127

---------------------------------

1000 0000(2) 10진수 -128

iNum1의 비트열에는 영향이 없고, 결과만 반환합니다.

 

앞에 포스팅에서 맨 왼쪽 열은 부호 비트를 의미한다고 했습니다.

따라서 1000 0000 (2)은 10진수 -128을 비트열입니다.

 

이전 포스팅에서 2의 보수법을 구하는 방법은

모든 비트열을 반전시킨 후, 1을 더한다 라는 것을 알았습니다.

즉, 모든 비트열을 반전시키는

비트단위 ~ 연산자를 이용하면 쉽게 2의 보수를 구할 수 있습니다.

ex) 10진수 25의 2의 보수를 구하는 식

2의 보수 = ~25 +1

 

 

 

4. 비트단위 ^ (xor) 연산자

비교하는 두 비트열이 같으면 0,

다르면 결과값은 1입니다.

 

정수 35와 67을 xor비트 연산해보겠습니다.

0010 0011 (2) 10진수 35

0100 0011 (2) 10진수 67

-------------------------------------

0110 0000 (2) 10진수 96

 

 

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2. 비트단위 시프트 연산자

비트단위 시프트 연산자는 << (좌측 시프트), >> (우측 시프트) 두 가지가 있습니다.

 

1. << (좌측 시프트) 연산자

피연산자의 모든 비트열을 좌측으로 이동시킵니다.

예를 들어 10 << 2는

10의 모든 비트열을 2만큼 좌측으로 이동시키는 식입니다.

0000 1010 (2) 10진수 10

----------------------------------

0010 1000 (2) 10진수 40

2진수는 좌측으로 갈수록 2의 n승만큼 수가 커지므로

X << n는

x * 2^n이라는 결과 식을 도출 할 수 있습니다.

8 << 3  -> 64 ( 8 * 2^3 )

 

 

3. >> (우측 시프트) 연산자

좌측 시프트 연산자와는 반대로

피연산자의 모든 비트열을 우측으로 이동시킵니다.

예를 들어 10 << 2는

10의 모든 비트열을 2만큼 우측으로 이동시키는 식입니다.

0000 1010 (2) 10진수 10

----------------------------------

0000 0010 (2) 10진수 2

우측으로 넘어가는 비트열은 사라집니다.

 

우측으로 비트를 이동할수록 2의 n승만큼 작아지므로,

X >> n는

x / 2^n이라는 결과 식을 도출할 수 있습니다.

16 >> 2  -> 4 ( 16 * 2^2 )

 

 

게임을 만들 때 비트 연산자의 활용은

차후 포스팅에서 다루도록 하겠습니다.