ビットに基づいての電卓

ビットに基づいての電卓

ビットシフト電卓へようこそ。これは、ビジュアルビット図を使用して左シフト、右シフト、およびビット演算 NOT を実行するための専用ツールです。この電卓は、プログラマー、学生、およびエンジニアがシフト操作中にビットがどのように移動するか、また NOT 操作がどのようにすべてのビットを反転させるかを理解するのに役立ちます。

ビットシフト演算

左シフト (<<)

左シフト演算は、すべてのビットを指定された数だけ左に移動させます。右側に新しく入るビットは常にゼロです。1つ左にシフトするごとに、数値は実質的に2倍になります。

例: 5 << 2

• 2進数での5: 0101
• 左に2つシフト: 010100
• 結果: 20（5に4を掛けたもの）

公式: n << k = n × 2のk乗

右シフト (>>)

右シフト演算は、すべてのビットを指定された数だけ右に移動させます。右端からはみ出したビットは破棄されます。1つ右にシフトするごとに、数値は実質的に2で割った（整数除算）ものになります。

例: 20 >> 2

• 2進数での20: 10100
• 右に2つシフト: 00101
• 結果: 5（20を4で割ったもの）

公式: n >> k = n ÷ 2のk乗（整数除算）

ビット演算 NOT (~)

NOT演算は、すべてのビットを反転させます。0は1になり、1は0になります。結果は使用されるビット幅に依存します。

例: NOT 5（8ビットの場合）

• 2進数での5（8ビット）: 00000101
• NOT演算: 11111010
• 結果: 250

一般的なユースケース

高速な乗法と除法

• 2を掛ける: n << 1
• 4を掛ける: n << 2
• 8を掛ける: n << 3
• 2で割る: n >> 1
• 4で割る: n >> 2

ビットマスクの作成

• k番目のビットのマスク: 1 << k
• 下位 n ビットのマスク: (1 << n) - 1

ビットの設定とクリア

• k番目のビットをセット: n | (1 << k)
• k番目のビットをクリア: n & ~(1 << k)
• k番目のビットを反転: n ^ (1 << k)

この電卓の使い方

1. 入力形式を選択する: 2進数、10進数、または16進数を選択します。
2. 数値を入力する: シフトしたい数値を入力します。
3. シフト量を入力する: 移動させるビット数を指定します (1-64)。
4. ビット幅を選択する: 特定の幅を選択するか、「自動」のままにします。
5. 演算を選択する: 「左シフト」、「右シフト」、または「すべて計算」をクリックします。
6. 結果を分析する: ビットがどのように移動したかを示すビジュアルビット図を確認します。

よくある質問

左ビットシフト演算とは何ですか？

左シフト (<<) は、すべてのビットを指定された数だけ左に移動させ、右側をゼロで埋めます。1つ左にシフトするごとに、数値は実質的に2倍になります。例えば、5 << 2 は 0101 を 10100 にシフトさせ、これは 20（5に4を掛けたもの）に等しくなります。

右ビットシフト演算とは何ですか？

右シフト (>>) は、すべてのビットを指定された数だけ右に移動させ、右端からはみ出したビットを破棄します。1つ右にシフトするごとに、数値は実質的に2で割った（整数除算）ものになります。例えば、20 >> 2 は 10100 を 00101 にシフトさせ、これは 5 になります。

ビット演算 NOT とは何ですか？

ビット演算 NOT (~) はすべてのビットを反転させます。0は1になり、1は0になります。結果は使用されるビット幅に依存します。8ビット数値の場合、NOT 5 (00000101) は 250 (11111010) になります。この操作は1の補数としても知られています。

なぜ乗法の代わりにビットシフトを使用するのですか？

ビットシフトはより単純な CPU 操作であるため、多くの場合、乗法よりも高速です。n ビットの左シフトは 2^n を掛けることと等価であり、n ビットの右シフトは 2^n で割ることと等価です。この手法はパフォーマンスが重視されるコードでよく使用されます。

関連演算

ビット演算 AND、OR、および XOR については、当サイトのビット演算電卓をご覧ください。