[C Language] 13. 비트 연산자 - C 언어

1. 비트 연산자의 종류

 - 비트 연산자는 모두 여섯 가지가 있으며 아래와 같다.

  ~ : 1의 보수 비트 연산자

  ^ : XOR 비트 연산자

  |  : OR 비트 연산자

  & : AND 비트 연산자

  <<: 왼쪽 시프트 연산자

  >>: 오른쪽 시프트 연산자

2. ~ 비트 연산자

 '~'는 단항 연산자이기 때문에 하나의 항을 가지며 어떤 수에 '~' 연산자를 사용하면 결과는 1의 보수가 된다.

사용방법	변경 전	변경 후
~5	0000 0000 0000 0101	1111 1111 1111 1010
~1024	0000 0100 0000 0000	1111 1011 1111 1111

3. ^ 비트 연산자

 '^'는 이항 연산자이며 2개의 항을 가진다. 이것은 특정한 비트에 대해 XOR(Exclusive OR)을 수행하는데, 베타적 논리합이라고도 하며 아래와 같은 결과를 낸다.

5 ^ 7  => 2           

                     0000 0101

                     0000 0111

                     --------------

                     0000 0010

 ^ 비트 연산자는 비교 대상이 되는 두 항의 값이 다를 경우에 1을 반환하고, 같을 경우에는 0을 반환한다.

4. | 비트 연산자

 '|'는 두 항의 값을 논리합(OR)하여 그 결과를 출력한다.

5 | 7 => 7

                     0000 0101

                     0000 0111

                     --------------

                     0000 0111

아래 예제를 통해 다시 살펴보자. 예제는 특정 비트를 1로 설정하는 예제이다.

/*
 * bitset.c
 *
 *  Created on: 2015. 5. 11.
 *      Author: root
 */
 
#include <stdio.h>
 
int main(void) {
 
    int bit = 8;        // 0x00001000
    int result;
 
    result = bit | 0x00000001;
    /*
     * 0x00001000
     * 0x00000001
     * ------------
     * 0x00001001
     */
 
    printf("Result is %d\n", result);
 
    return 0;
}

5. & 비트 연산자

 '|' 비트 연산자가 특정한 위치의 비트를 1로 만들 때 유용하다면 '&' 비트 연산자는 반대로 특정한 위치의 비트를 0으로 만들 때 유용하다.

6. << 비트 연산자

 사용법을 통해 알아보도록 하자. 아래와 같은 명령을 주었다고 하자.

 

 int bitShift = 5;

 bitShift = bitShift << 2;

 맨 처음 변수 선언 시, 아래와 같은 영역을 할당받는다.

 

 00000000 00000000 00000000 00000101

 그 다음 비트 연산을 통해 비트가 '왼쪽으로 2칸' 이동하게 된다. 나머지 부분은 0으로 채워진다.

 00000000 00000000 00000000 00010100

 왼쪽으로 이동하게 되면 2의 N 제곱한 것과 같아진다. 본래 5의 값에 왼쪽으로 2회 이동했기 때문에 5 * 4를 통해 결과는 20이다.

 다음은 예제를 통해 실행을 해보자. 

 예제는 10진수를 입력하여 2진수로 변환하는 예제이다.

/*
 * binary.c
 *
 *  Created on: 2015. 5. 11.
 *      Author: root
 */
 
#include <stdio.h>
 
int main(void) {
 
    int i;
    int num;
 
    printf("Input primative number");
    scanf("%d", &num);
 
    for (i = 0; i < 32; i++) {
        if (num & 0x80000000)
            putchar('1');
        else
            putchar('0');
 
        num <<= 1;
    }
 
    return 0;
}

7. >> 비트 연산자

 왼쪽 시프트 연산자와 사용 방법은 다르지 않지만, 주의사항이 있으므로 짚고 넘어가도록 하겠다.

 오른쪽 시프트 연산자를 사용할 때 가장 조심해야 할 부분은 '부호있는 피연산자' 즉, 음수일 경우의 주의사항이다.

 이 연산을 음수일 경우에 사용하면, 왼쪽에 채워지는 비트는 0이 아니라 1다.

 아래 예를 통해 보도록 하자.

 5 >> 2                   0000 0101 >> 2     ==>   0000 0010

-5 >> 2                   1111 1011 >> 2     ==>   1111 1110

* Programming in C 서적을 참고하여 작성하였습니다