참고 소스 : kookmin-learn/bit-calculate.py
비트란
비트는 0과 1을 나타낼 수 있는 가장 작은 데이터 단위이다. 음, 2진수로도 생각할 수 있는데 예를 들어서 4를 이진수로 나타내면 0100으로 나타 낼 수 있다.
| 2^3 (8) | 2^2 (4) | 2^1(2) | 2^0(1) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 2진수(bit) | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 10진수 | 0 | 4 | 0 | 0 | 합 :4 |
0(2^3),1(2^2),0(2^1),(2^0)을 다 더하면 4가 된다. 10진수를 2진수로 바꾸는 방법은 옆에 링크를 참조하면 될듯 하다. 링크 : 10진수를 2진수로 바꾸는 방법
바이트
비트는 2가지 정보밖에 알 수 없기에 매우 작은 단위이다. 그래서 보통 비트 8개를 모아서 사용하는데, 0000 0000 이렇게 총 8개의 비트를 한 묶음으로 사용한다. 이 8개의 비트의 묶음을 1byte 라고 한다.
| 바이트 | 1byte | 2byte | 3byte | 4byte |
|---|---|---|---|---|
| 비트 | 8bit | 16bit | 32bit | 64bit |
비트 연산자
먼저a = 60, b = 13 라고 하자
그럼 a와 b는 아래처럼 2진수로 바꿀 수 있다. 여기서부터 하나하나 배워보자
a = 0011 1100
b = 0000 1101
& 연산자
AND 연산. a와 b 둘다 1일때만 참(1)
| a&b | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| b | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| a | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 연산자
OR 연산. a 와 b 둘중 하나라도 1이라면 참(1)
| ab | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| b | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| a | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
^ 연산자
XOR 연산. a 와 b 중 하나만 1일때 참(1), 둘다 1이면 참 x
| a^b | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| b | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| a | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
~ 연산자
보수 연산. 보수는 0과 1을 바꿔보면 된다.
| ~a | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| ~b | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| b | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
<< 연산자
쉬프트 연산. 컨베이어 벨트처럼, 비트를 왼쪽으로 n번 밀면됩니다.
a<<1 |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| b<<2 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| —- | — | — | — | — | — |
| b | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
이때 결과값은 (피연산자) * (2의 n승)이 된다.
또한 제일 왼쪽에 있는 비트가 <<로 밀려서 밖으로 밀려나는 현상을 Overflow 라고 한다.
>>연산자
쉬프트 연산. 위 와같은 종류의 연산자로써 이 연산자는 비트를 오른쪽으로 n번 밀면됩니다.
a>>1 |
0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
b>>2 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| b | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
이때 결과값은 (피연산자) * (1/2 의 n승)이 된다.
또한 제일 오른쪽에 있는 비트가 >>로 밀려서 밖으로 밀려나는 현상을 Underflow 라고 한다.
마스크(Mask) 연산
마스크 연산은 특정 위치에 있는 비트의 값을 알기위한 연산입니다.
| a | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| —- | — | — | — | — | — |
| 1 & a>>(2-1) | 0 |
1 & (M >> N-1) 으로 마스크 연산을 한다면 M의 N번째 비트의 값이 무엇인지 알 수 있습니다.