Ｃ言語講座：ビットシフト

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ビットシフト

[ある時刻からの経過時間]←このソース→[ビット毎の論理積と論理和]

/* バイトとビット */

/* コンピュータはバイト単位でデータを読み書きします。1960 年代には、1 バイトが 7 ビットや 9 ビットのマシンが存在していました。その後 1 バイトは 8 ビットに統一されています。1 バイトの構造を下記に示します。

ビット

一番左のビットを最上位ビット ( MSB: Most Significant Bit )、一番右のビットを最下位ビット ( LSB: Least Significant Bit ) と呼びます。

各ビットには 0 か 1 が入ります。その様子を表したものを、ビットパターンといいます。

unsigned char 型のデータは１バイトです。0 から 255 迄の 256 通りのデータを表すことができます。unsigned char 型のデータがビットパターンでどのように表現されるかを、下記に示します。

10進数	ビットパターン
0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	0	0	0	0	1
2	0	0	0	0	0	0	1	0
3	0	0	0	0	0	0	1	1
4	0	0	0	0	0	1	0	0
5	0	0	0	0	0	1	0	1
6	0	0	0	0	0	1	1	0
7	0	0	0	0	0	1	1	1
8	0	0	0	0	1	0	0	0
16	0	0	0	1	0	0	0	0
32	0	0	1	0	0	0	0	0
64	0	1	0	0	0	0	0	0
128	1	0	0	0	0	0	0	0
255	1	1	1	1	1	1	1	1

10 進数で 1 2 4 8 16 32 64 128 のビットパターンにに注目して下さい。数字が 2 倍になると、1 が 1 ビット左へ移動しています。このことを 1 ビット左へシフトするといいます。数字が 1 / 2 になると 1 ビット右へシフトします。2 ビット右へシフトさせれば、1 / 4 になります。

ビット演算子

ビットを直接操作する演算子があります。ビット演算子といいます。'<<' は左シフト、'>>' は右シフトさせるビット演算子です。この演算子のことを、シフト演算子と呼びます。

算術演算子を使って 2 倍したり、 1 / 2 倍するのに比較すると、はるかに高速です。

c が unsigned int 型の整数とすると、この演算子は下記のように使います。

    c = c << 1;    // 1 ビット左へシフト
    c = c >> 2;    // 2 ビット右へシフト

今回のソースプログラムでは、unsigned int 型の整数 c に 1 を代入し、1 ビットずつ左へシフトさせながら、10 進表示、8 進表示、16 進表示させます。 */

/* ここからソースプログラム */

#include  <stdio.h>

void main(void);

void main(void)
{
    int i;
    unsigned char c = 0X01;        /* c に 16 進数の 1 を代入 */

    printf("10 進表示 8 進表示  16 進表示\n");
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        printf("c = %3d   c = %#04o  c = %#04x\n", c, c, c);
        c = c << 1;               /* 1 ビット左シフト */
    }
}

/* ここまでソースプログラム */