[코틀린] 비트연산

비트연산

• 정수형 변수를 10진법으로 연산하는 대신 2진법으로 계산한다.
• 실무에서 비트연산은 거의 계산에 사용 하지 않으며 정수형의 값을 비트단위로 나누어 데이터를 좀 더 작은 단위로 담아 경제성을 높이기 위한 용도로 사용된다.
• 예시
  • 32비트의 2진수 정수형 변수 안에 0또는 1이 32개 담길 수 있는 변수가 있다.
  • 32개의 값을 하나의 정보만 나타는데 쓰지않고, 앞에 5비트와 뒤에 27비트에 서로 다른 정보를 담는 값을 넣을 수 있다.
  • 이렇게 변수 하나에 여러개의 값을 담아 사용할 수 있다.
• 비트연산을 사용하는 부하도 무시할 수 없으므로 주로 플래그 값(여러개의 상태값을 0과 1로 담는 방법)을 처리하거나 네트워크에서 프로토콜의 데이터 양을 줄이기 위해 자주 사용된다.
• 2진수 정수형 변수는 좌측으로 갈수록 상위비트, 우측으로 갈수록 하위비트이다.
• 코틀린은 모든 정수형이 부호를 포함하므로 최상위 비트는 값이 -인지 +인지 부호비트로 사용한다.
  • 0이면 양수, 1이면 음수인 부호비트로 사용한다.
  • 부호비트는 데이터를 담지 않는것이 좋다.

 

bitwise shift operators

• 비트의 최상단 또는 최하단에 0을 넣어 비트를 밀어주는 연산자이다.
• shl(shift left)
  • 부호비트를 제외한 모든 비트를 좌측으로 원하는 만큼 밀어준다.
• shr(shift right)
  • 부호비트를 제외한 모든 비트를 우측으로 원하는 만큼 밀어준다.
• ushr(unsigned shift right)
  • 부호비트를 포함하여 모든 비트를 우측으로 밀어준다.

 

bitwise operators

• 비트를 조작한다.
• and
  • 원본과 비교대상의 2진수를 비트단위로 비교하여 비트가 둘다 1인 자리만 1로 반환한다.
  • 1010 and 0110 의 결과값은 0010 이다.
  • 원본과 비교하거나 원본의 비트를 0으로 만들고 싶을때 사용한다.
• or
  • 원본과 비교대상의 2진수를 비트단위로 비교하여 비트가 하나라도 1인자리를 1로 반환한다.
  • 1010 or 0110 의 결과값은 1110 이다.
  • 비트값을 1로 설정하고 싶을때 사용한다.
• xor
  • 원본과 비교대상의 2진수를 비트단위로 비교하여 비트가 같은 자리는 0, 다른 자리는 1로 반환한다.
  • 1010 xor 0110 의 결과값은 1100 이다.
  • 비교할 두 값이 비트별로 같은지 확인할때 사용한다.

 

Inv()

• 비트를 모두 반전시킨다.
• 0은 1로, 1은 0으로 반전시킨다.

 

예제

fun main(){
        var bitData: Int = 0b10000

        // 하위 세번째 비트에 1을 set 하기
        bitData = bitData or(1 shl 2)   // 1이라는 값을 shl을 사용하여 비트를 좌측으로 2번 밀고 bitData와 or 연산처리한다.
        println(bitData.toString(2))    // 2진수 형태의 문자열로 변경하여 출력

        // and연산을 통해 하위 다섯번째 비트에 있는 값을 꺼내 사용하기
        var result = bitData and(1 shl 4)       // 1이라는 값을 shl을 사용하여 좌측으로 4번 밀고 이 값을 and 연산 처리한다.
        println(result. toString(2))    // 5번째 비트의 값을 제외한 나머지는 0이 된다.
        println(result shr 4)   // 우측으로 4번 밀어주면 원래의 값을 복원할 수 있다.

        // 하위 다섯번째 비트에 있는 1을 clear 하기
        bitData = bitData and((1 shl 4).inv())  // 1이라는 값을 shl을 사용하여 좌측으로 4번 밀고 inv()를 이용하여 반전시킨다.
        println(result. toString(2))    // 0으로 반전된 하위 다섯번째 비트만 clear된다.

        // 현재 bitData가 10100과 같은지 비트별로 확인하기
        println((bitData xor(0b10100)).toString(2))     // 하위 다섯번째 비트만 다르기 때문에 10000이 출력 될것이다.
}

10100
10000
1
10000
10000

 

 

 

💡비트 연산은 아주 제한적인 경우에만 사용된다.